Étant donné que ¹H est l'isotope le plus couramment observé dans les expériences RMN, nous allons traiter cet élément plus en détail. Un noyau ¹H contient un seul proton. Un spectre dans lesquels ¹H est le noyau observé est normalement appelé spectre de RMN du proton, ou en raccourci, spectre proton  .

Nous avons mentionné précédemment qu'un proton dans un aimant de 11.7 T posséde une fréquence de résonance de base d'environ 500 MHz, mais que la fréquence de résonance précise dépend de l'environnement chimique local. Le proton d'une molécule de chloroforme résonne à une fréquence légèrement différente par rapport au proton d'une molécule de benzène (C₆H₆). C'est pourquoi la fréquence induite fournit aux spectroscopistes des informations qualitatives sur l'environnement chimique local dans lequel se trouve le proton. Ceci constitue la base des applications de la RMN.

La variation d'une fréquence de résonance précise est appelée « déplacement chimique   ». La fréquence de résonance varie sous l'effet des atomes environnants et dépend en particulier de l'étendue du blindage magnétique des électrons locaux mentionné précédemment. Le déplacement se mesure normalement en ppm, cette valeur est exprimée par rapport au signal du TMS dont la valeur de référence est 0 ppm.

Indépendamment du composé organique auquel ils sont liés, la plage des déplacements chimiques des protons ne dépasse qu'exceptionnellement 14 ppm.