Protoner består av tre mindre partiklar som kallas kvarkar. Kvarkar har en inneboende egenskap som kallas spinn, som är en grundläggande kvantmekanisk egenskap som fungerar som en källa till vinkelmomentum. De individuella kvarkarnas snurr i en proton ger upphov till protonens totala spinn. Varje kvarkar har bråkdelssnurr, med uppkvarkar som bär spinn +1/2 och kvarkar som bär spinn -1/2. Kombinationen av kvarkar inuti protonen, inklusive deras relativa snurr och vinkelmoment, resulterar i att protonens nettospinn är 1/2.

Protonens spinn kan förstås i termer av den grundläggande egenskapen hos rörelsemängd i kvantmekaniken. Precis som hur en snurrande topp har inneboende rörelsemängd på grund av sin rotation, har kvarkar sin egen interna rörelsemängd, kallad "spin". Protonens totala spin bestäms av vektortillägget av de individuella kvarkspinnen.

Protonen består av två uppkvarkar och en nedkvarkar. Uppkvarkarna bär båda spin +1/2, medan nedkvarken bär spinn -1/2. När kvarkarnas snurr läggs ihop blir resultatet ett nettosnurr på 1/2. Detta innebär att protonen har en inneboende rörelsemängd, som är ansvarig för dess spin.

Protonens spinn är en viktig egenskap som påverkar dess beteende i olika fysiska fenomen och interaktioner. Till exempel, i kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, används protonernas spinn för att undersöka strukturen och dynamiken hos molekyler. Dessutom är protonens spinn en nyckelfaktor för att förstå den starka kärnkraften, som är ansvarig för att hålla ihop protoner och neutroner i kärnan.