A különböző atommagok a rájuk jellemző mágneses tulajdonságokkal rendelkező térben képesek a sugárzási frekvencia abszorpciójára, így többletenergiához jutnak. Később az általunk sugárzott jel megszűntével a többletenergiájuk leadása következtében, azonos vagy kissé eltérő frekvenciájú rádióhullámú jelet sugároznak vissza. Az atommagoknak a molekulában elfoglalt helye is befolyásolja a rá jellemző rezonanciafrekvenciát. Ezt vizsgálva hasznos információhoz juthatunk az analitikai kémiában és a biokémiában.