Мультипле́тность (от лат. multiplex – многократный), число возможных ориентаций в пространстве полного спина атома или молекулы. Согласно квантовой механике, мультиплетность равна $2S + 1$ ($S$ – спиновое квантовое число). Системы с нечётным числом электронов и, соответственно, полуцелыми значениями $S$ имеют чётную мультиплетность, у систем с чётным числом электронов мультиплетность нечётна. Максимальное значение мультиплетности для системы с $N$ электронами составляет $N + 1.$

Вследствие спин-орбитального взаимодействия уровень энергии может расщепиться на подуровни, число которых равно мультиплетности. Квантовые состояния этих подуровней различаются значениями проекции полного спина. При чётной мультиплетности возможны дублетные, квартетные, секстетные и другие квантовые состояния, при нечётной – синглетные, триплетные, квинтетные и другие состояния. Так, для систем с одним электроном (атом $\mathrm H,$ ион $\mathrm {H^+_2 }$) получаются лишь дублетные состояния; с 2 электронами (атом $\mathrm {He,}$ молекула $\mathrm H_2$) – синглетные состояния ($S = 0,$ спины электронов антипараллельны) и триплетные состояния $(S = 1,$ спины электронов параллельны). Расщепление уровня энергии и квантовые переходы между подуровнями приводят к возникновению спектральных мультиплетов.

Значения мультиплетности для квантовых состояний атомов и молекул определяются электронами в незамкнутых оболочках, т. к. в заполненных оболочках спины электронов компенсируются. Для уровней энергии щелочных металлов с одним внешним электроном мультиплетность равна 2, как и для атома $\mathrm H;$ для уровней энергии сложных атомов с заполняющимися $p$-, $d$- и $f$-оболочками мультиплетности могут быть высокими (до 11). Для химически устойчивых молекул, имеющих, как правило, чётное число электронов, характерна мультиплетность, равная 1 для основного и равная 1 или 3 для возбуждённых уровней энергии; для свободных радикалов с одним электроном типична мультиплетность, равная 2.