Zeeman-effekten, uppkallad efter den holländska fysikern Pieter Zeeman, är en fysikalisk effekt som beskriver hur en atomarspektra kan splittras när det utsätts för ett statiskt magnetfält. Detta fenomen observerades först i slutet av 1800-talet och utgjorde en viktig del i utvecklandet av kvantmekaniken.
Denna splittring av spektren beror på att ändra det magnetiska momentet i en atom genom att ändra orienteringen av dess elektroner i förhållande till det statiska magnetfältet. Denna omorientering resulterar i energiändringar, vilket i sin tur orsakar ändringar i atomarspektra. Det är dessa förändringar som kan mätas och användas för att dra slutsatser om en atoms interna struktur och sammansättning.
Zeeman-effekten har numer otaliga tillämpningar inom olika forskningsområden. Den används bland annat inom spektroskopi för att studera atomära och molekylära strukturer. Inom astrofysiken tillåter Zeeman-effekten vetenskapsmän att mäta magnetfält på stjärnor och andra himlakroppar. Dessutom spelade denna effekt en fundamental roll i utformningen av kvantmekaniken som vi känner till idag.