L'informazione strutturale dell'NMR deriva da due fattori: i diversi spostamenti osservati a seconda dell'ambiente chimico che circonda il protone e l'accoppiamento tra gli spin dei protoni vicini, che produce la scissione dei segnali.
Sebbene alcuni segnali nello spettro siano singoli picchi, è comune trovare segnali composti da più picchi molto ravvicinati, che vengono denominati con la seguente notazione: singoletto (s), doppietto (d), tripletto (t), quadrupletto (c) , quintuplet ( q), sestuplet (sx) e septuplet (sp), i segnali complessi sono designati come multiplet. Il valore di $\delta$ di questi segnali viene assegnato al loro centro, a meno che il multipletto non sia irregolare, nel qual caso viene indicato l'intervallo.
Nello spettro dell'etanolo si può vedere che l'idrogeno idrossilico produce un singoletto, la coppia di idrogeni sul carbonio uno dà origine a un quadruplo, ei tre idrogeni sul carbonio due producono una tripletta.
Spiegazione dell'accoppiamento spin-spin.
Per comprendere lo sdoppiamento dei segnali dovuto all'accoppiamento spin-spin studieremo lo spettro dell'1,1-dicloro-2,2-difeniletano ($Cl_2CH^{a}CH^{b}Ph_2$).
Il protone $H^a$ sottoposto a un campo magnetico $B_0$ produce un segnale a $\delta_a=6.22 ppm$. Tuttavia, il protone $H_b$ genera un piccolo campo magnetico che influenza il protone $H_a$. Circa la metà delle molecole ha il protone $H_b$ allineato con il campo applicato (spin alfa) e l'altra metà lo ha orientato contro il campo (spin beta). Quando $H_b$ ha spin $\alpha$, $H_a$ è soggetto a un campo leggermente più grande e risuona a una frequenza più alta ($\delta$ leggermente più alta). Quando $H_b$ ha spin $\beta$, $H_a$ è soggetta a un campo leggermente più piccolo e risuona a una frequenza inferiore ($\delta$ leggermente inferiore), il che produce la scissione del picco iniziale in due segnali separati da un distanza di 4 Hz, detta costante di accoppiamento (J). Questo stesso ragionamento può essere fatto per il protone $H_b$.
Successivamente, studieremo l'accoppiamento di un idrogeno $H^a$ che ha due idrogeni vicini $H^b$. In questa situazione si osserva la scissione del segnale idrogeno $H^a$ in tre picchi (tripletto), il picco centrale essendo due volte più intenso di quelli estremi. Da parte loro, gli idrogeni $H^b$ si accoppiano con $H^a$ producendo due picchi di uguale intensità (doppietto).
Infine, discuteremo l'accoppiamento di un protone con tre protoni vicini equivalenti. In questo caso si osserva un segnale composto da quattro picchi (quadtripletto). I picchi centrali sono tre volte più intensi dei picchi estremi.
