Sprzężenie spinowo-orbitalne (sprzężenie spin-orbita) – wzajemne magnetyczne oddziaływanie pomiędzy orbitalnym a spinowym momentem magnetycznym. Pojęcie jest stosowane w mechanice kwantowej, spektroskopii i chemii koordynacyjnej.
Istota zjawiska Każdy elektron posiada własny spin, który determinuje spinowy moment pędu. Pozostają one w ciągłym ruchu, a ponieważ są obdarzone ładunkiem (ujemnym), to posiadają moment magnetyczny związany ze spinem. Zatem zachowują się jak miniaturowe magnesy, które orientują się w polu magnetycznym. Ponadto każdy elektron posiada orbitalny moment pędu, zachowujący się jak obwód prądowy i związany z nim moment magnetyczny. Wzajemne oddziaływanie momentów pędu spinowego i orbitalnego nazywane jest sprzężeniem spinowo-orbitalnym.
Wielkość sprzężenia zależy od wzajemnej orientacji obu momentów magnetycznych. Orientacja tychże momentów zależy wyłącznie od całkowitego momentu pędu elektronów, wyrażonego poprzez wektorową sumę orbitalnego i spinowego momentu pędu. Kiedy są one skierowane przeciwnie, całkowity moment ma niską wartość, natomiast gdy są niemal równoległe – wysoką.