具有核磁性質的原子核(或稱磁性核或自旋核)，在高強磁場的作用下，吸收射頻輻射，引起核自旋能級的躍遷所產生的波譜，叫核磁共振波譜。
利用核磁共振波譜進行分析的方法，叫做核磁共振波譜法（NMR）。
從而可以看出，產生核磁共振波譜的必要條件有三條：
1·原子核必須具有核磁性質，即必須是磁性核 (或稱自旋核)，有些原子核不具有核磁性質，它就不能產生核磁共振波譜。這說明核磁共振的限制性；
2·需要有外加磁場，磁性核在外磁場作用下發生核自旋能級的分裂，產生不同能量的核自旋能級，才能吸收能量發生能級的躍遷。
3·只有那些能量與核自旋能級能量差相同的電磁輻射才能被共振吸收，這就是核磁共振波譜的選擇性。由于核磁能級的能量差很小，所以共振吸收的電磁輻射波長較長，處于射頻輻射光區。
核磁共振波譜分析法(NMR)是分析分子內各官能團如何連接的確切結構的強有力的工具。 磁場中所處的不同能量狀態（磁能級）。原子核由質子、中子組成，它們也具有自旋現象。描述核自旋運動特性的是核自旋量子數I。不同的核在一個外加的高場強的靜磁場（現代NMR儀器由充電的螺旋超導體產生）中將分裂成2I+1個核自旋能級（核磁能級），其能量間隔為ΔE。對于指定的核素再施加一頻率為ν的屬于射頻區的無線電短波，其輻射能量hν恰好與該核的磁能級間隔ΔE相等時，核體系將吸收輻射而產生能級躍遷，這就是核磁共振現象。
NMR譜儀就像高級的外差式收音機一樣可接收到被測核的共振頻率與其相應強度的信號，并繪制成以共振峰頻率位置為橫坐標，以峰的相對強度為縱坐標的NMR圖譜。
核磁共振頻譜（英： Nuclear magnetic resonance spectroscopy，簡稱 NMR spectroscopy），又稱核磁共振波譜，是將核磁共振現象應用于測定分子結構的一種譜學技術。核磁共振波譜的研究主要集中在H（氫譜）和C（碳譜）兩類原子核的波譜。
人們可以從核磁共振波譜上獲取很多信息，正如同紅外光譜一樣，核磁共振波譜也可以提供分子中化學官能團的數目和種類，但除此之外，它還可以提供許多紅外光譜無法提供的信息。核磁共振波譜對自然科學研究有著深遠的影響，人們不僅可以借助它來研究反應機理，還可以用來研究蛋白質和核酸的結構與功能。供研究的核磁樣品可為液體或固體。
