Under et NMR-forsøk utsettes hver kjerne for et magnetfelt, der strålingen er lik Lamor-frekvensen til kjernen. For kjerner med spinkvantetall ½, betyr det at atomer i laveste energitilstanden (½) eksiteres til den høyere tilstanden (-½), og resonans oppstår. Når strålingen fjernes vil kjerne få tilbake den opprinnelige energitilstanden; den relakserer, og det emmiteres energi. NMR spekteret dannes på grunnlag av målinger av emmiterte energi og frekvenser. Dette gir informasjon om kjernens omgivelser, stereokjemi og type kjerner.