Dado que ¹H es el isótopo más comúnmente observado en experimentos de RMN, abordaremos este tema en mayor detalle. Un núcleo de ¹H contiene un único protón y los espectros en los que ¹H es el núcleo observado suelen denominarse espectros de protón .

Se ha afirmado anteriormente que un protón en un imán de 11,7 T mostrará una frecuencia de resonancia básica de aproximadamente 500 MHz, pero que la frecuencia de resonancia precisa dependerá del entorno atómico local. Un protón en una molécula de cloroformo resuena a una frecuencia ligeramente diferente en comparación con un protón en benceno (C₆H₆). Por lo tanto, la frecuencia emitida actúa como una etiqueta que ofrece a los analistas información cualitativa sobre el entorno atómico local en el que se halla un protón. Esta es la base de la RMN.

La variación en la frecuencia de resonancia precisa se denomina desplazamiento químico . La frecuencia de resonancia se ve desplazada por el efecto de átomos vecinos y el alcance del blindaje magnético de electrones locales comentado anteriormente. El tamaño del desplazamiento suele medirse en ppm en relación con el pico de TMS que tiene un valor de referencia de 0 ppm.

La mayoría de protones, con independencia del compuesto orgánico al que están vinculados, muestran desplazamientos químicos en un rango de 14 ppm de TMS. La siguiente figura es una ilustración de desplazamientos químicos de protones típicos en compuestos orgánicos.