利用運動帶電粒子在磁場中的偏轉特性測量β射線（見β衰變）或電子動量（能量）分佈的實驗裝置。
原理 電荷為e、品質為m、速度為v的帶電粒子，在垂直於均勻磁場B的平面中運動時，滿足方程：
p= mv= eBρ
式中p為帶電粒子的動量；ρ為帶電粒子運動的曲率半徑。在已知磁場B中，隻要測出ρ就可求出帶電粒子的動量（能量）。1910年巴葉爾和G.C.漢恩首先利用這一性質測量瞭電子的能量。β磁譜儀通常由偏轉磁場、電子渡越空間（一般為真空）及帶電粒子探測器組成。主要性能指標是能量分辨率和透射率。前者表示磁譜儀能夠分辨的最小能量差別的百分比；後者表征磁譜儀能收集到的入射電子的比例。通常要求β磁譜儀具有小的動量（能量）分辨率和高（大）的透射率。
類型 β磁譜儀分為橫向磁譜儀和縱向磁譜儀兩大類。
橫向磁譜儀中磁場方向基本上與電子運動軌道相垂直。下圖是丹尼茲在1912年提出的半圓磁聚焦原理示意圖。電子在橫向均勻磁場中作圓周運動，橫向磁場對一定寬度的單能電子束具有聚焦特性。這種聚焦僅在垂直於磁場的平面內，稱為徑向聚焦。後來，在此基礎上改進磁場分佈，增加一個平行於磁場方向的軸向聚焦，發展成為徑向和軸向都有聚焦的雙聚焦磁譜儀（如
雙聚焦的磁譜儀）。雙聚焦β磁譜儀的能量分辨率較好，可達0.1%的水平，而透射率也可達0.1%的量級。
橫向均勻磁場半圓聚焦原理
縱向磁譜儀的磁場方向基本上與電子運動軌道平行，電子在縱向均勻磁場中作螺旋線運動。磁場對電子束有空間聚焦作用。縱向磁譜儀有單磁透鏡、雙磁透鏡、中間成像以及螺旋管均勻磁場式等幾種，它們的分辨率和透射率均為1%的水平。一般橫向磁譜儀的能量分辨率較好，而縱向磁譜儀的透射率較高。
應用 β磁譜儀是測量β粒子能譜的重要儀器。可以精確對β能譜的形狀進行分析研究，進而研究中微子的質量這個與基本粒子相互作用密切相關的問題。還可用來測量γ射線的內、外轉換電子的能量提供建立原子核衰變圖所必須的數據，較好地瞭解原子核能級。它不僅用於低能和中能核物理研究，也應用於分析與鑒定放射性同位素的工作。β磁譜儀的發展和應用與人造同位素的生產有密切關系，20世紀40年代後β磁譜儀的飛速發展正是與反應堆及加速器的普遍發展有關。