Une sonde radicalaire, aussi appelée marqueur de spin, est un radical, c'est-à-dire une molécule à nombre impair d'électrons, l'électron célibataire étant souvent porté par un atome d'azote. Elle porte également un groupe fonctionnel qui lui permet de se lier à d'autres molécules. Ces sondes sont principalement utilisées pour « marquer » un système non paramagnétique pour une analyse par résonance paramagnétique électronique, en particulier elles sont utilisées en biologie cellulaire pour l'étude des biopolymères, des protéines ou encore des membranes biologiques. Leurs spectres RPE permet en effet de caractériser les propriétés dynamiques et structurales du système biologique.