磁性圓二色 (MCD) 是左右圓偏振光（LCP 和 RCP）的差異吸收，由平行于光傳播方向的強磁場在樣品中引起。 MCD 測量可以檢測到在傳統光學吸收光譜中太弱而無法看到的躍遷，并且它可以用于區分重疊躍遷。 順磁系統是常見的分析物，因為它們近乎退化的磁子能級提供了隨場強和樣品溫度而變化的強 MCD 強度。 MCD 信號還提供了對所研究系統電子能級對稱性的洞察，例如金屬離子位點。

法拉第首先表明，縱向磁場（光傳播方向的場）可以在物質中誘發光學活動（法拉第效應）。 MCD 的發展真正開始于 1930 年代，當時制定了吸收帶外區域的 MOR（磁旋光色散）的量子力學理論。 此后不久，該理論的擴展包括吸收區域中的 MCD 和 MOR 效應，這被稱為“反常色散”。 然而，直到 1960 年代初，人們幾乎沒有努力將 MCD 改進為現代光譜技術。 從那時起，對各種樣品的 MCD 光譜進行了大量研究，包括溶液中、各向同性固體中和氣相中的穩定分子，以及惰性氣體基質中截留的不穩定分子。 最近，MCD 在研究重要的生物學系統（包括金屬酶和含金屬中心的蛋白質）方面發現了有用的應用。

在自然旋光中，LCP光與RCP光的差異是由分子（即手性分子）的不對稱性造成的。 由于分子的手性，LCP 光的吸收將不同于 RCP 光。 然而，在存在磁場的 MCD 中，LCP 和 RCP 不再與吸收介質等效地相互作用。 因此，磁性光學活性和分子立體化學之間沒有預期的直接關系，因為它存在于自然光學活性中。 因此，天然 CD 比不嚴格要求目標分子具有手性的 MCD 更為罕見。

盡管在儀器的要求和使用方面有很多重疊，普通 CD 儀器通常針對在大約 170–300 nm 的紫外線下操作進行了優化，而 MCD 儀器通常需要在可見光至近紅外（大約 300–2000 nm）下操作 納米。 導致 MCD 的物理過程與 CD 的物理過程有本質的不同。 然而，與 CD 一樣，它依賴于左手和右手圓偏振光的不同吸收。 如果所研究的樣品在該波長處具有光吸收，則 MCD 將僅存在于給定波長處。 這明顯不同于旋光色散 (ORD) 的相關現象，后者可以在遠離任何吸收帶的波長處觀察到。

MCD 信號 ΔA 是通過 LCP 和 RCP 光的吸收導出的

Δ A = A ? ? A + A ? + A + {displaystyle Delta A={frac {A_{-}-A_{+}}{A_{-}+A_{+}}}}

該信號通常表示為波長 λ、溫度 T 或磁場 H 的函數。MCD 光譜儀可以沿同一光路同時測量吸光度和 ΔA。 這消除了在此之前出現的多次測量或不同儀器引入的誤差。下面顯示的 MCD 光譜儀示例以發射單色光波的光源開始。

該波通過 Rochon 棱鏡線性偏振器，它將入射波分成兩束線性偏振 90 度的光束。 兩束光遵循不同的路徑——一束（非常光束）直接傳播到光電倍增管（PMT），另一束（普通光束）通過與普通光束方向成 45 度角的光彈性調制器（PEM） 射線偏振。 異常光束的 PMT 檢測輸入光束的光強度。 調整 PEM 以引起普通光束的兩個正交分量之一的交替正負 1/4 波長偏移。 這種調制在調制周期的峰值處將線性偏振光轉換為圓偏振光。 線性偏振光可以分解成兩個圓形分量，強度表示為 I 0 = 1 2 ( I ? + I + ) {displaystyle I_{0}={frac {1}{2}}(I_{- }+我_{+})}

PEM 將延遲線性偏振光的一個分量，其時間依賴性使另一個分量提前 1/4 λ（因此，四分之一波偏移）。