L'information structurale de la RMN provient de deux facteurs : les différents déplacements observés en fonction de l'environnement chimique qui entoure le proton et le couplage entre les spins des protons proches, qui produit le dédoublement des signaux.
Bien que certains signaux du spectre soient des pics uniques, il est courant de trouver des signaux composés de plusieurs pics très proches, qui sont nommés avec la notation suivante : singulet(s), doublet (d), triplet (t), quadruplet (c) , quintuplet (q), sextuplé (sx) et septuplé (sp), les signaux complexes sont désignés sous le nom de multiplets. La valeur de $\delta$ de ces signaux est affectée à leur centre, sauf si le multiplet est irrégulier, auquel cas l'intervalle est indiqué.
Dans le spectre de l'éthanol, on peut voir que l'hydrogène hydroxyle produit un singulet, la paire d'hydrogènes sur le carbone un donne naissance à un quadruplet et les trois hydrogènes sur le carbone deux produisent un triplet.
Explication du couplage spin-spin.
Pour comprendre le dédoublement des signaux dû au couplage spin-spin nous allons étudier le spectre du 1,1-dichloro-2,2-diphényléthane ($Cl_2CH^{a}CH^{b}Ph_2$).
Le proton $H^a$ soumis à un champ magnétique $B_0$ produit un signal à $\delta_a=6,22 ppm$. Cependant, le proton $H_b$ génère un petit champ magnétique qui affecte le proton $H_a$. Environ la moitié des molécules ont le proton $H_b$ aligné avec le champ appliqué (spin alpha) et l'autre moitié l'ont orienté contre le champ (spin bêta). Lorsque $H_b$ a un spin $\alpha$, $H_a$ est soumis à un champ légèrement plus grand et résonne à une fréquence plus élevée ($\delta$ légèrement plus élevée). Lorsque $H_b$ a un spin $\beta$, $H_a$ est soumis à un champ légèrement plus petit et résonne à une fréquence plus basse ($\delta$ légèrement plus basse), ce qui produit le dédoublement du pic initial en deux signaux séparés par un distance de 4 Hz, appelée constante de couplage (J). Ce même raisonnement peut être fait pour le proton $H_b$.
Ensuite, nous étudierons le couplage d'un hydrogène $H^a$ ayant deux hydrogènes $H^b$ voisins. Dans cette situation, on observe le dédoublement du signal hydrogène $H^a$ en trois pics (triplet), le pic central étant deux fois plus intense que les extrêmes. De leur côté, les hydrogènes $H^b$ se couplent avec $H^a$ produisant deux pics d'égale intensité (doublet).
Enfin, nous aborderons le couplage d'un proton avec trois protons voisins équivalents. Dans ce cas, on observe un signal composé de quatre pics (quadtriplet). Les pics centraux sont trois fois plus intenses que les pics extrêmes.
