通过测定原子核在磁场中及电磁波照射下的共振信号，作出核磁共振图谱，用以分析鉴定化合物的组成和结构的方法。此法广泛用于物理、化学、生物、高分子材料以及医疗等领域，在农药合成及化合物结构鉴定中极为重要。

早在1945年，布洛赫（F.Bloch）小组及珀塞尔（E.M.Purcell）小组，就已观察到质子的核磁共振（NMR）信号，并分享了1952年的诺贝尔奖。1953年出现了第一台30兆赫NMR谱仪，到60年代初，60兆赫、100兆赫的仪器问世，开展了¹H、¹⁹F、³¹P NMP测定。由于技术的发展，特别是计算机的应用，1970年起，开始出现许多脉冲付里叶NMR谱仪，大大提高了灵敏度和分辨率，可以测定微量样品及丰度低和灵敏度低的核，如¹³C、¹⁵N等。80年代，更发展了二维谱和多量子跃迁技术，极大地开拓了NMR的研究和应用的领域。现今凡是自旋量子数I不为零的核，都可以进行检测。NMR成像技术已在医疗诊断方面得到广泛的应用。

原子核是带电质点，有自旋运动。每种原子核都有它固有的自旋量子数（I）。I不为零的核，自旋时产生自旋角动量和磁矩，使它像一个小磁体。放在静磁场中，这些核就会有一定的取向，并绕磁场方向作陀螺式旋转运动——进动，进动的频率（ω₀）与静磁场强度（B₀）成正比。在热平衡条件下，众多的核以不同的取向分处高低两个能级，低能级的略多于高能级的，能级差为ΔE。对它们加一个射频场（ω₁），当ω₁恰恰等于ω₀，则低能级的核，可从射频场吸收ΔE能量而跃迁到高能态去，这就是核磁共振。以氢核为例，氢核为H⁺，称为质子，其I=1/2，在静磁场中，它有两种取向，即两种能级，顺着磁场方向的能级较低，逆着磁场方向的能级较高。如静磁场强度为2.3488特斯拉（Tesla），H⁺约在100兆赫频率时发生共振，可以记录下共振吸收信号。在一种化合物中，各种不同的氢，处在不同的化学环境中，所受的屏蔽程度不同，实受的磁场强度略有差异，故共振频率也略有不同，约有百万分之几的差别。如乙醇CH₃CH₂OH中有三种氢，其屏蔽大小次序为CH₃＞CH₂＞OH，故其共振信号也有百万分之几的差别。以标准物的共振频率为基准（0），在记录的共振信号与频率的NMR图谱中就可知，各种氢的共振信号的相对位置（图1）。从图谱中共振信号的位置（频率）和形状（由各个氢间相互作用决定），可以判断化合物中的基团形式与连接，从信号强度的积分大小，可以判断它们各含几个氢。

图1 乙醇H的NMR谱

由六部分组成：①一个具有稳定系统的强磁场及匀场系统。100兆赫以下的多为电磁铁，磁场强度＜2.35T，100兆赫以上的则为超导磁体，磁场强度2.35～14.1T，相当于质子共振在100兆赫到600兆赫。②一个可调的射频场的发射系统，可提供相当宽的稳定的射频场。③探头及接收系统，置入待测样品并记录共振信号。④去偶系统，进行多种双共振实验。⑤计算机及数据处理系统。仪器操作包括磁场的稳定、匀场、调整发射频率、接收及处理信号数据、绘图、记录、打印、校正等。计算机常带有硬、软磁盘等。⑥其他辅助系统，如变温系统等（图2）。

图2 核磁共振仪示意图

在农药生产研究中，NMR应用广泛。如合成新农药的中间体和产物的结构判断，纯度鉴定；反应过程机理研究；构型、构象的测定，特别是一些常规方法无法鉴定的，如光学异构体结构鉴定，光学纯度，不必拆分，可用手性溶剂或手性位移试剂进行测定。植物源农药的结构测定，也需要用NMR法。