1. 核磁共振NMR光譜儀的基本構造如下。
圖片來源：On-Line learning center for 'Organic Chemistry'
2. 要測試的樣本，用恰當的溶劑溶解(通常是CDCl3)，放在薄壁的試管裡；然後再把裝滿樣本的試管，放在超導磁鐵的磁極之間，並且快速攪拌試管內的溶液，好確保溶液裡所有的原子核，都均勻地感應到外加磁場。
3. 在外加磁場的磁極之間，會有好幾個地方出現小型的磁場變化，這是每個原子核通過各種環境後發出的各種磁波平均而來的。
4. 試管周圍會纏繞加強強度、寬頻輻射的外包線路。外包線路，包含所有要觀察的頻率的平均頻率，而樣品的原子核通常會被它激化，而從比外加磁場低的「低能階」，跳到「高能階」。
5. 外包線路，發出激化原子核的輻射的時間很短(~0.1秒)，在它停止之後，無線電接收器開始偵測，原子核回到它的低能階時，所釋放的電磁輻射是多少。
6. 這個過程會反覆好幾次，每一次獲得的結果都會和前次的結果累加起來，這樣就可以強化原子核所發出的微弱訊號。
7. 當所有被觀察的原子核都一模一樣時，例如，苯的6個氫原子都是一樣的，儀器所接收到的是1個單一的頻率；隨著原子核在「高能階」與「低能階」來回震盪、漸趨平穩，訊號也會指數性地下降，這類型的訊號，稱為「自由感應衰減訊號free induction decay(FID) signal」。如教科書圖4.28, p183。以下為參考圖：
圖片來源：Plused NMR Equipment
8. 每個原子核的化學環境都不一樣，它們放射的頻率也會不同，各種分子交互影響出來的結果，造成一個複雜的訊號。由2到3種不同頻率造成的「自由感應衰減訊號」，如圖4.19, p183。
9. 這種複合訊號，可以用交響樂團(或搖滾樂團)來比擬：樂團的每種樂器都會發出特殊的聲音，但是傳到我們耳朵的是整體、混合好的聲音，這些聲音抵達大腦之後，大腦會解密，這樣我們就可以分辨提琴、鋼琴、鼓等樂器的存在。
10. 法國數學家、物理學家Baron Jean Baptiste Joseph Fourier，在200年前發明一種數學模式，解開複雜訊號的旋律，分解成各個組成的部分，稱為傅利葉轉換Fourier transform。
11. 高速電腦出現之後，把「核磁共振訊號」用「傅利葉轉換」來分解變得可行。今日的核磁共振NMR儀，基本配備就是一個「高磁場、超導磁鐵」和一部「高速電腦」。
12. 一個經由「傅利葉轉換」過的「自由感應衰減訊號FID」，繪製方式：y軸為「訊號強度」，x軸為「時間」。(翻譯改寫自Mary Anne Fox, James K. Whitesell的《Organic Chemistry》)
注：圖表，可翻閱google提供的有限度瀏覽Mary Anne Fox, James K. Whitesell《有機化學Organic Chemistry》
徐弘毅：
1. 首先，選擇恰當的溶劑，來溶解要測試的樣品，教科書建議用CDCl3。恰當的溶劑，可以讓樣品均勻分散，但又不會與溶劑產生強烈的交互作用(例如產生氫鍵)，而溶劑本身的原子組成，也不會干擾核磁共振光譜。
2. 樣品，先放進超導磁鐵之內，並且快速攪拌。目的是讓每一個原子核，都均勻地感受到外加磁場，讓有活磁性的原子核都開始旋轉，產生反應。
3. 然後，再以外包線路瞬間激化，測量樣品從「高能階」，降到「低能階」的時候，釋放的電磁輻射是多少。看起來，激化樣品的主要磁場來源是外包線路，那麼，為什麼還需要超導磁鐵？它有什麼功能呢？
4. 所有的物體，要打破原本的慣性，需要額外添加力氣，例如，要拖動地板上一個很重的東西，一開始一定會要花一些力氣克服阻力。
5. 分子的世界也是一樣，分子裡面有些原子核有活磁性，它們在一個固定的分子系統中，已經與其他原子或原子核內部的其他核子，達成平衡，所以活動方式維持原本的慣性；超導磁鐵，打破這種慣性，解決一部分電子遮蔽的問題，使樣品裡所有「有活磁性的原子核」的運動慣性改變。
6. 在超導磁鐵的影響之下，有活磁性的原子核，先後往順磁性、逆磁性方向旋轉，也就是從「低能階」跳往「高能階」，又降回「低能階」，再跳往「高能階」，這樣反覆不已。
7. 因為有活磁性的原子核，已經都進入高、低能階不斷交替，磁自旋的運動狀態(速度較慢)，外包線路只要強化新慣性，也就是激化它，就輕易能得到原子核「從高能階，降到低能階」，釋放出來的電磁波。；
8. 所以，外包線路一通電，就能一次激化所有的原子核跳往高能階，外包線路一斷電，所有的原子核就會一起釋放電磁波，讓我們偵測。(外加磁場，應該是指超導磁鐵和外包線路。)
9. 接收儀器所得到的訊號，稱為「自由感應衰減訊號free induction decay(FID) signal」。「自由感應衰減訊號」是一個混合物，經過「傅利葉轉換」之後才能把它的組成成分拆解開來。
10. 樣品的每一個訊號頻率，經過化學位移計算之後，就可以去除溶劑的干擾因素，顯示出每一個有核磁性的原子核，處哪些環境狀態，並且依此推測出分子的組成成分。
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