Está dispuesto en paralelo en orden directo o inverso. Cuando se aplican ondas de radio, la dirección de giro del núcleo cambia. Ésta fue la primera comprensión de la interacción de los núcleos atómicos con campos magnéticos y campos de radiofrecuencia externos. Por esta investigación, Rabi ganó el Premio Nobel de Física en 1944.
En 1946, Purcell de la Universidad de Harvard y Bloch de la Universidad de Stanford descubrieron que cuando un núcleo atómico con un número impar de núcleos (incluidos protones y neutrones) se coloca en un campo magnético y en un campo de radiofrecuencia de un Se aplica una frecuencia específica, habrá un fenómeno en el que los núcleos atómicos absorberán la energía del campo de radiofrecuencia. Esta es la comprensión preliminar del fenómeno de resonancia magnética nuclear. Por este motivo, ambos ganaron el Premio Nobel de Física en 1952.
El fenómeno de la resonancia magnética nuclear fue descubierto y rápidamente se puso en práctica. La resonancia magnética nuclear temprana se utilizaba principalmente para estudiar la estructura y las propiedades del núcleo, como medir el momento magnético nuclear, el momento cuadrupolar eléctrico, el espín nuclear, etc. Los químicos explotaron el efecto de la estructura molecular en el campo magnético alrededor de los átomos de hidrógeno para desarrollar la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, que se utiliza para analizar la estructura molecular. La tecnología de espectroscopia de RMN ha evolucionado con el tiempo. Desde el espectro de hidrógeno unidimensional inicial hasta espectros avanzados como el espectro de carbono y el espectro de resonancia magnética nuclear bidimensional, la capacidad de la tecnología de resonancia magnética nuclear para analizar la estructura molecular es cada vez más fuerte. Después de entrar en la década de 1990, la gente incluso desarrolló una tecnología para determinar la estructura terciaria de las moléculas de proteínas basándose en información de resonancia magnética nuclear, que permitió determinar con precisión la estructura molecular de las proteínas en la fase de solución. Posteriormente, la RMN se utilizó ampliamente en análisis de composición y estructura molecular, análisis de biopsias y tejidos biológicos, análisis patológicos, diagnóstico médico, seguimiento no destructivo de productos, etc.
En la década de 1970, la aparición de los vibrómetros de RMN por transformada pulsada de Fourier condujo a un número cada vez mayor de aplicaciones de la espectroscopia de 13C. El análisis por RMN de la composición y estructura del material tiene las ventajas de una alta precisión, pocas restricciones en las muestras y ningún daño a las muestras.