一般磁圆二色性的大小可以通过测量材料对左旋光的吸收率和对右旋光的吸收率的差别得到，即：

磁圆二色性大小一般远小于吸收率，但可以被现代精密仪器测定，具有非常高的灵敏度。磁圆二色性可以利用量子力学来解释。材料的基态或激发态在磁场作用下，由于塞曼效应产生能级分裂，跃迁选择定则的限制，使得不同能级间的光吸收对于左旋光和右旋光的吸收效率不同。因此磁圆二色性是一种探测材料在基态和激发态电子结构的有效光学手段，对常用的吸收谱测量是一个重要的补充。

由于带有简并能级的金属原子通常会有很强的磁圆二色性效应，这种效应在生物学中经常被用来研究金属蛋白的性质。随着同步辐射光源的发展，可以测量材料对X射线波段的左旋光和右旋光的吸收率的差值。X射线磁圆二色性一般基于元素芯能级到费米面的共振吸收，具有元素分辨能力，同时具有非常高的磁性探测灵敏度。另外，还可以定量分析出元素的轨道磁矩和自旋磁矩，因此在磁学研究领域具有广泛的应用，特别是对3d过渡族金属和合金中原子磁性的研究。