Debido a que el ¹H es el isótopo generalmente más observado en experimentos de RMN, lo trataremos ahora en mayor detalle. Un núcleo de 1H contiene un único protón, y los espectros en los que ¹H es el núcleo observado se denominan en general espectros de protón .

Tal como ya se ha indicado previamente, en un imán de 11.7 T un protón resonará a una frecuencia de resonancia básica de aproximadamente 500 MHz, pero la frecuencia de resonancia exacta dependerá del entorno local del protón. Un protón de una molécula de cloroformo resonará a una frecuencia ligeramente diferente a la de un protón en una molécula de benceno (C₆H₆). Por tanto, la frecuencia emitida actúa como una etiqueta que da información cualitativa al analista sobre el entorno atómico local en el que se sitúa el protón. Esta es la base de la RMN.

La variación de la frecuencia de resonancia exacta se denomina “desplazamiento químico  ”. La frecuencia de resonancia se desplaza debido al efecto de los átomos vecinos y en particular por el grado de apantallamiento magnético de los electrones cercanos, como se ha visto anteriormente. El valor del desplazamiento se mide normalmente en ppm con relación a la señal del TMS, que se referencia como 0 ppm.

La mayoría de los protones, independientemente del compuesto orgánico al que estén enlazados, tienen desplazamientos químicos entre 0 y 14 ppm con respecto al TMS.

La figura anterior ilustra los desplazamientos químicos de protón en compuestos orgánicos.