在外磁場的作用下,質子是會自旋的,自旋的質子會產生一個小的磁矩,通過成鍵價電子的傳遞,對鄰近的質子產生影響。
質子的自旋有兩種取向,假如外界磁場感應強度為自旋時與外磁場取順向排列的質子,使受它作用的鄰近質子感受到的總磁感應 強度為B0+B',自旋時與外磁場取逆向排列的質子,使鄰近的質子感受到的總磁感應強度為B0-B',因此當發生核磁共振時,一個質子發出的信號就分裂成了兩個,這就是自旋裂分。一般只有相隔三個化學鍵之內的不等價的質子間才會發生自旋裂分的現象。