在凝聚態物理學中，自旋玻璃是一種以隨機性為特征的磁性狀態，此外還有在稱為“凍結溫度”Tf 的溫度下凍結自旋的協同行為。 在鐵磁固體中，組成原子的磁自旋都沿同一方向排列。 與鐵磁體相比，自旋玻璃被定義為無序磁性狀態，其中自旋隨機排列或沒有規則模式，耦合也是隨機的。

術語玻璃來自旋轉玻璃中的磁性無序與傳統化學玻璃（例如窗玻璃）的位置無序之間的類比。 在窗玻璃或任何無定形固體中，原子鍵結構是高度不規則的； 相反，晶體具有統一的原子鍵模式。 在鐵磁固體中，磁自旋都沿同一方向排列； 這類似于晶體的基于晶格的結構。

旋轉玻璃中的單個原子鍵是大致相等數量的鐵磁鍵（其中相鄰原子具有相同方向）和反鐵磁鍵（其中相鄰原子具有完全相反的方向：北極和南極翻轉 180 度）的混合物。 這些對齊和未對齊的原子磁鐵的模式產生了所謂的受挫相互作用——與在規則的、完全對齊的固體中看到的相比，原子鍵的幾何形狀發生了扭曲。 它們還可能創造出不止一種原子幾何排列穩定的情況。

自旋玻璃和其中出現的復雜內部結構被稱為亞穩態，因為它們停留在穩定的配置中，而不是最低能量配置（對齊和鐵磁）。 這些結構的數學復雜性很難通過實驗或模擬進行研究，但富有成效； 在計算機科學中應用于物理學、化學、材料科學和人工神經網絡。

自旋玻璃與其他磁系統的區別在于時間依賴性。

在自旋玻璃化轉變溫度 Tc 以上，自旋玻璃表現出典型的磁性行為（例如順磁性）。

如果在樣品冷卻到轉變溫度時施加磁場，則樣品的磁化強度如居里定律所述增加。 達到 Tc 后，樣品變成旋轉玻璃，進一步冷卻導致磁化變化很小。 這被稱為場冷磁化。

當移除外部磁場時，旋轉玻璃的磁化強度迅速下降到一個較低的值，稱為剩磁。

然后磁化強度在接近零（或原始值的一小部分——這仍然未知）時緩慢衰減。 這種衰減是非指數的，沒有簡單的函數可以充分擬合磁化強度隨時間變化的曲線。 這種緩慢衰減是自旋玻璃特有的。 以天為單位的實驗測量表明，儀器的噪聲水平以上會發生持續變化。

自旋玻璃與鐵磁材料的不同之處在于，當外部磁場從鐵磁物質中移除后，磁化強度會無限期地保持在剩磁值。 順磁材料與自旋玻璃的不同之處在于，在移除外部磁場后，磁化強度迅速降至零，沒有剩磁。 衰減是快速且呈指數級的。

如果樣品在沒有外部磁場的情況下冷卻到 Tc 以下，并且在轉變為旋轉玻璃相后施加磁場，則初始值會快速增加到一個稱為零場冷卻磁化強度的值。 然后向場冷卻磁化發生緩慢的向上漂移。

令人驚訝的是，時間的兩個復雜函數（零場冷卻和剩磁）的總和是一個常數，即場冷卻值，因此兩者與時間具有相同的函數形式，至少在非常有限的范圍內 小的外部場。

在這個模型中，我們將自旋排列在 d {displaystyle d} 維晶格上，只有最近鄰相互作用，類似于伊辛模型。 該模型可以精確求解臨界溫度，并且觀察到在低溫下存在玻璃相。

其中 S i {displaystyle S_{i}} 指格點 i {displaystyle i} 處自旋半粒子的保利自旋矩陣，以及 ? i j ? {displaystyle langle ij 的和 rangle } 指的是對相鄰格點 i {displaystyle i} 和 j {displaystyle j} 求和。 J i j {displaystyle J_{ij}} 的負值表示點 i {displaystyle i} 和 j 處的自旋之間的反鐵磁相互作用。