Protonen zijn samengesteld uit drie kleinere deeltjes die quarks worden genoemd. Quarks hebben een intrinsieke eigenschap genaamd spin, een fundamentele kwantummechanische eigenschap die fungeert als een bron van impulsmoment. De spins van de individuele quarks binnen een proton geven aanleiding tot de algehele spin van het proton. Elke quark heeft een fractionele spin, waarbij up-quarks spin +1/2 dragen en down-quarks spin -1/2. De combinatie van de quarks in het proton, inclusief hun relatieve spins en impulsmomenten, resulteert erin dat de netto spin van het proton 1/2 bedraagt.

De spin van het proton kan worden begrepen in termen van de fundamentele eigenschap van impulsmoment in de kwantummechanica. Net zoals een tol een intrinsiek impulsmoment heeft als gevolg van zijn rotatie, hebben quarks hun eigen interne impulsmoment, ook wel 'spin' genoemd. De totale spin van het proton wordt bepaald door de vectoroptelling van de individuele quark-spins.

Het proton bestaat uit twee up-quarks en één down-quark. De up-quarks dragen beide spin +1/2, terwijl de down-quarks spin -1/2 dragen. Wanneer de spins van de quarks bij elkaar worden opgeteld, is het resultaat een netto spin van 1/2. Dit betekent dat het proton een intrinsiek impulsmoment heeft, dat verantwoordelijk is voor zijn spin.

De spin van het proton is een belangrijke eigenschap die zijn gedrag bij verschillende fysieke verschijnselen en interacties beïnvloedt. Bij nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie worden de spins van protonen bijvoorbeeld gebruikt om de structuur en dynamiek van moleculen te onderzoeken. Bovendien is de spin van het proton een sleutelfactor bij het begrijpen van de sterke kernkracht, die verantwoordelijk is voor het bij elkaar houden van protonen en neutronen in de kern.