Comme l'illustre la figure ci-dessous, il est possible de réaliser trois expériences séparées correspondant à chacun des isotopes observables les plus abondants ¹H, ¹³C et ³⁵Cl.

Les trois impulsions d'excitation (E₁, E₂, E₃) sont appliquées à l'échantillon aux fréquences porteuses appropriées. E₁ correspond à la fréquence de résonance 1H, E₂ à la fréquence ¹³C et E₃ à la fréquence ³⁵Cl. En supposant que les trois isotopes ont été excités correctement, l'échantillon induira des signaux à trois fréquences f₁, f₂ et f₃ qui seront enregistrées dans trois spectres différents. Si les signaux étaient affichés dans un même diagramme, celui­ci ressemblerait au diagramme illustré dans la figure ci-­dessous (noter que les fréquences se réfèrent à un aimant de 11.7 T et que tous les signaux ont été représentés sous forme de singulets, c.­à­d. de pics individuels .

Le spectre artificiel montre trois pics correspondant aux trois isotopes. En se basant sur les nombres relatifs de ces isotopes dans la molécule, on pourrait s'attendre à ce que les intensités des pics du chlore, de l'hydrogène et du carbone soit dans le rapport 3:1:1. Cependant, l'abondance  isotopique naturelle de ces trois isotopes doit également être prise en compte, donnant ainsi un rapport de 227:100:1. L'utilisateur pourrait toutefois constater que les rapports d'intensité déterminés par l'expérience ne correspondent pas à ces valeurs. Ce phénomène est dû à un critère  inhérent à la technique de RMN: ainsi le proton est 63 fois plus sensible en RMN que le carbone-13. De ce fait, même si un échantillon contient exactement le même nombre de noyaux ¹H que de noyaux ¹³C, l'intensité des signaux ¹H sera 63 fois supérieure à celle des signaux ¹³C.

Avec un scénario tel que celui qui est décrit dans la figure ci-­dessus, toutes les informations détaillées seraient perdues et il serait impossible de déterminer avec précision une fréquence particulière. On considérerait que le spectre affiche une résolution très faible (la résolution d'un spectre est une mesure portant sur la capacité du spectre à différencier deux signaux dont les fréquences sont proches).

Autre complication: l'amplitude de l'échelle verticale. La variation de la sensibilité intrinsèque à la RMN, associée aux variations de l’abondance naturelle, rend souvent impossible la représentation de signaux provenant de différents isotopes sur un seul tracé. De fait, la résolution verticale du spectre serait très faible. (La résolution verticale, c'est-à-dire le rapport du signal au bruit d'un spectre est une mesure de la sensibilité).

Si notre analyse du chloroforme est aussi compliquée, c'est parce que nous tentons de comparer les signaux provenant de trois isotopes différents sur un seul spectre (nous ignorons ici les restrictions matérielles et électroniques). C'est pourquoi, dans la pratique, les expériences RMN portent toujours sur l'observation d'un seul isotope à la fois. Bien qu'il soit possible d'exciter plus d'un isotope simultanément, en utilisant plus d'une fréquence porteuse (expériences de découplage par exemple), nous n'observerons que les signaux d'un seul isotope. Cela simplifie considérablement l'analyse du spectre.

Nous avons mentionné précédemment que les variations en termes de fréquence de résonance de base qui dépendaient de l'environnement chimique local avaient tendance à être relativement faibles. Il n'y aura donc pas de grande dispersion spectrale. Par ailleurs, l'abondance isotopique naturelle et la sensibilité intrinsèque seront toujours les mêmes pour un isotope donné. Par conséquent, l'intensité relative de deux signaux induits par l’isotope ¹H sur un spectre unique dépendra seulement du nombre d'atomes contribuant au signal.

Cela simplifie considérablement l'analyse du spectre en termes d'informations quantitatives. Avant de passer à une description plus détaillée de la RMN, le lecteur devra se familiariser avec le concept de la mesure des déplacements chimiques en ppm  (parties par million) par rapport à un signal de référence.