多年以来，分子束实验一直是人们获取分子、原子和原子核基础知识的最富成效的来源之一。早期的一些实验为我们提供了空间量子化和电子自旋的直接实验证据。最近的实验导致了这样的一些重要的发现，如质子和中子的反常磁矩、氘核四极矩及其对核子张量相互作用的启示、氢原子精细结构中兰姆位移及其量子电动力学含义、电子的反常磁矩、原子核八极矩的存在以及其他的一些发现。此外，分子束实验还为我们提供了分子、原子和原子核的丰富数据，包括一大批核自旋、磁矩和四极矩的测定，这些结果和其他的一些事实一起为原子核壳模型提供了很多原始证据。