원자핵의 스핀 공명에서 NMR이라 약칭된다. 자계 중에서 제-만 분열한 핵 스핀의 준위간의 전이가 분열의 에너지 간격에 대응하는 진동수의 전자파에 의해 일어나는 현상으로 핵 자기 공명 흡수 핵 자기 유도, 스핀에코 등의 방법에 의해 관측된다. 핵 자기 공명의 연구는 공명 주파수의 차이에서 원자핵의 주위의 전자 상태를 알려 하거나 공명의 폭에서 원자 확산 분자 회전의 모습을 아는 것 등에 이용된다.