核磁共振波譜是有機化學結構研究中有用的工具之一。在有機化學領域中，核磁共振可以解決許多方面問題。比如結構的測定和確證；異構體的區分和測定；立體化學；互變現象的研究以及反應歷程和機理的探討。除了闡明結構以外，NMR波譜對考察各種瞬時過程，如化學交換、分子內重排也是特別有效。

二、核磁共振在聚合物研究中的應用

自20世紀60年代以來，核磁共振波譜已廣泛應用于聚合物的分析。高分辨NMR技術已成為一種分析聚合物的微觀化學結構，構象和弛豫現象等非常有效的手段。例如，大分子結構的不規整性、鏈單元分布、支化度、等規度和幾何異構，聚合過程機理和動力學參數等測定方面的應用。而寬譜線的NMR卻利用譜線的寬度、形狀等來獲取有關鏈結構、立體規整性以及相轉變、結晶度、取向變化和其他交聯過程中的化學變化等有關信息。

三、核磁共振在石油化學中的應用

核磁共振在石油和燃料工業中的應用開始于20世紀50年代。并且這種應用日趨廣泛和重要。NMR能夠提供原油和精煉產品中化合物的化學組成及結構信息。在NMR獲得應用的初期就是能夠鑒定烷基汽油中兩種類型氫和催化裂解中得到的環狀物和瀝青中三種類型氫的分析。進一步的應用是研究原油的餾分，包括高沸點原油的組成和低沸點原油中潤滑油結構的分析，以及瀝青芳香度，取代百分比和平均碳骨架的組成分析。而且在鉆井及石油勘測中，NMR技術越來越受到重視。

四、核磁共振在生命化學中的應用

生命現象復雜多變，生物大分子在溶液態的多變結構與生命活動緊密相關。NMR新技術的發展，特別是二維NMR技術的迅速、全面發展，開辟了解析高分子量蛋白質、核酸、糖類等生命物質的新天地。