在外界磁場的激勵(作用，或者處於磁場中)下，具有磁性（核磁距不為零）的原子核存在著不同的能級，如果此時外加一個能量，使其等於相鄰2個能級之差，則該原子核就可能吸收能量（共振吸收），從低能態躍遷至高能態。這種能量對應的頻率在射頻範圍內。因此核磁共振就是研究磁性原子核對射頻能的吸收。1945年美國斯坦福大學的 F.Block 和哈佛大學的E. M. Purcell 由於同時發現了核磁共振現象，並因此榮獲了1952年的 Nobel 物理獎。
如何解析氫譜
首先我們需要確定做核磁所使用的氘代溶劑，如果體系沒有加TMS，我們就以氘代溶劑殘留峰進行定標。對於有特徵基團的分子，如甲基，甲氧基，叔丁基，亞甲基等等，我們優先以該峰為基準進行定氫的個數，然後再對其它峰進行操作。在這裡我們切記不可用活潑氫作為標準來定氫的個數，因為活潑氫受濃度，溫度，和溶劑等因素的影響，有時候出氫的個數不是很固定。
根據每個峰組氫原子數目及δ值，可對該基團進行推斷，並估計其相鄰基團。對每個峰組的峰形應仔細地分析。分析時最關鍵之處為尋找峰組中的等間距。每一種間距相應於一個耦合關係。一般情況下，某一峰組內的間距會在另一峰組中反映出來。在這裡我們比較關注分子結構中每個氫的歸屬和裂分情況，這就需要我們對常見官能團的化學位移性質有一個大概的瞭解。
如何解析碳譜
核磁共振碳譜的解析和氫譜有一定的差異。在碳譜中最重要的資訊是化學位移δ。常規碳譜主要提供δ的資訊。從常規碳譜中只能粗略的估計各類碳原子的數目。如果要得出準確的定量關係，作圖時需用很短的脈衝，長的脈衝週期，並採用特定的分時去耦方式。
碳譜有以下一些特點：（1）靈敏度低：碳核天然丰度很低，只有1.108%為，1H則有99.98%，而且旋磁比也只有1H的1/4，在相同條件下兩者信噪比為1:0.000159，即靈敏度是1H的 1/6000。（2）分辨能力高： δ為0~300ppm，是H的20倍；同時不存在13C自身自旋-自旋裂分。（3）能給出不連氫碳的吸收峰，氫不能給出不含氫基團的資訊，而碳譜可直接給出基團的特徵峰，分子骨架結構的資訊。（4）不能用積分高度計算碳的數目，碳核所處環境和弛豫機制不一樣，NOE效應對不同碳原子訊號強度影響差異大，不能用常規共振譜的譜線強度來確定。（5）弛豫時間可作為化合物結構鑑定的波譜引數，不同碳核弛豫時間相差較大。
氘代試劑中的碳原子均有相應的峰，這和氫譜中的溶劑峰不同（氫譜中的溶劑峰僅因氘代不完全引起）。幸而由於弛豫時間的因素，氘代試劑的量雖大，但其峰強並不太高。常用的氘代氯仿呈三重峰，中心譜線位置在77.0ppm。
若譜線數目等於分子式中碳原子數目，說明分子無對稱性；若譜線數目小於分子式中碳原子的數目，這說明分子有一定的對稱性，相同化學環境的碳原子在同一位置出峰。
碳譜大致可分為三個區：① 羰基或疊烯區δ＞150ppm，一般δ＞165ppm。δ＞200ppm只能屬於醛、酮類化合物，靠近160－170ppm的訊號則屬於連雜原子的羰基。② 不飽和碳原子區（炔碳除外）δ＝90－160ppm。由前兩類碳原子可計算相應的不飽和度，此不飽和度與分子不飽和度之差表示分子中成環的數目。③ 脂肪鏈碳原子區δ＜100ppm。飽和碳原子若不直接連氧、氮、氟等雜原子，一般其δ值小於55ppm。炔碳原子δ＝70－100ppm，其譜線在此區，這是不飽和碳原子的特例。
