在外磁场下，当有热流通过导电材料时，在与热流及磁场均垂直的方向上会产生电压，这一现象称为能斯特效应。在磁性材料中存在与磁化强度相关的能斯特效应，称为反常能斯特效应。在导电材料中，由于自旋轨道耦合作用，一个纵向的电流可以在横向产生纯自旋流，这一现象称为自旋霍尔效应。类比自旋霍尔效应，纵向的温度梯度也可以产生横向的纯自旋流，即产生自旋能斯特效应。自旋能斯特效应可由自旋能斯特电导来描述。，式中为方向的自旋流，为方向的温度梯度。金（Au）、钛（Ti）、铋（Bi）掺杂的铜（Cu）晶体的自旋能斯特电导可以由第一性原理计算得到。在这些体系中，自旋能斯特电导来自两部分贡献：，式中表示由温度梯度产生的电场驱动的漂移电荷流通过自旋霍尔效应转化成的横向自旋流，因此它也是与自旋霍尔效应相关的量；表示温度梯度直接导致的扩散电荷流经过自旋轨道耦合效应产生的横向自旋流。计算表明，不同掺杂会影响和的大小和方向。例如，在Bi掺杂的Cu中，和在同一数量级，但方向相反，因此不利于自旋流的产生。该理论计算出室温下Au掺杂的Cu自旋能斯特电导较大，将有利于后续的实验观测。自旋能斯特效应为人们提供一种通过温度梯度产生纯自旋流的物理原理。