当原子核置于强磁场中时，其自旋会产生一个微小的磁场。如果施加特定频率的射频脉冲，这些原子核会吸收能量并改变它们的自旋状态。停止射频脉冲后，这些原子核会释放出先前吸收的能量，并返回到原来的稳定状态。这一过程中释放出来的信号可以被探测器捕捉到，并经过处理形成图像或光谱数据。
不同的原子核对射频脉冲有不同的响应特性，因此可以通过调整参数来选择性地观察特定类型的原子核。此外，由于分子环境中电子分布的影响，不同化学环境下的相同种类原子核也会表现出不同的信号特征，这使得NMR成为分析复杂混合物组成及其动态变化的理想手段之一。
在医学领域，尤其是磁共振成像(MRI)，该方法能够提供人体组织的高分辨率三维图像而不使用电离辐射。MRI基于氢原子核（即质子）的行为进行成像，因为人体内含有大量的水分，而水分子中含有丰富的氢原子。通过对这些氢原子核信号的精确测量，医生可以获得关于器官形态学、病理变化等方面的重要信息。
总之，核磁共振技术以其无创性和高灵敏度，在基础研究、工业应用以及临床诊断等多个方面发挥着重要作用。随着科学技术的进步，相信未来还会有更多创新性的应用出现。
