Ferromagnetische Materialien besitzen eine spin-abhängige Zustandsdichte, d.h. die Zustandsdichten von spin-down- und spin-up-Elektronen unterscheiden sich. Durch diesen Unterschied kommt es zu einer beobachtbaren Magnetisierung. Die Zustandsdichte, die aufsummiert über alle besetzten Zustände die größere Anzahl Zustände aufweist, wird als Majoritätszustandsdichte und die andere entsprechend als Minoritätszustandsdichte bezeichnet. Im Allgemeinen wird den Majoritätselektronen, d.h. den Elektronen der Majoritätszustandsdichte, ein spin-up-Charakter zugeschrieben. Bestehen nun Spitze und Probe aus einem magnetischen Material, kommt es aufgrund der Abhängigkeit des Tunnelstromes von der Zustandsdichte zu einem spinabhängigen Tunnelstrom. Die Tunnelstromspektroskopie mit einer magnetischen Spitze wird daher als spin-polarisierte Rastertunnelspektroskopie (sp-STS) bezeichnet.
Dreidimensionale Darstellungen topographischer STM-Bilder (500x500nm²) mit überlagertem magnetischem Kontrast. (a) 0.5 ML Fe (a) und (b) 1.5 ML Fe auf Mo(110).