Da ¹H das bei NMR-Experimenten am häufigsten beobachtete Isotop darstellt, wollen wir uns nun detaillierter mit diesem befassen. Ein ¹H-Kern besteht aus einem einzelnen Proton. Spektren, in denen ¹H der beobachtete Kern ist, werden üblicherweise als Protonen-Spektren  bezeichnet.

Wie bereits zuvor festgestellt weist ein Proton in einem 11,7-T-Magneten eine Basis-Resonanzfrequenz von etwa 500 MHz auf, wobei jedoch die exakte Resonanzfrequenz von der lokalen atomaren Umgebung abhängt. Die Frequenz, mit der ein Proton in einem Chloroform-Molekül mitschwingt, unterscheidet sich leicht von der bei einem Proton in einem Benzol-Molekül (C₆H₆). Die ausgesandte Frequenz fungiert somit als Auszeichnung, die dem Analytiker qualitative Informationen zu der lokalen atomaren Umgebung liefert, in der sich ein Proton befindet. Genau dies stellt die Basis der NMR-Spektroskopie dar.

Die Abweichung in der präzisen Resonanzfrequenz wird als „Chemische Verschiebung “ bezeichnet. Der Einfluss benachbarter Atome, insbesondere jedoch die bereits besprochene magnetische Abschirmung durch lokale Elektronen bewirken eine Verschiebung der Resonanzfrequenz. Das Ausmaß der Verschiebung wird üblicherweise in ppm relativ zur TMS-Signalspitze angegeben, wobei letztere als Referenz mit 0 ppm festgelegt wird.

Unabhängig davon, an welche organische Verbindung sie gebunden sind, weisen Protonen im Normalfall eine chemische Verschiebung von maximal 14 ppm (relativ zur TMS-Signalspitze) auf.