Si è già affermato che i segnali NMR vengono analizzati per quanto concerne due caratteristiche: l'intensità e la frequenza.  Le frequenze assolute vengono misurate in hertz (cicli Hz al secondo) o megahertz (MHz). Il rilevamento dei segnali misurati viene semplificato se tutte le misurazioni di frequenza vengono effettuate rispetto ad un riferimento. Per ¹H NMR il riferimento consigliato è una sostanza chimica denominata tetrametilsilano (TMS). Quando viene acquisito uno spettro ¹H o ¹³C, la presenza di TMS produce un singolo picco facilmente identificabile. Questo picco viene rapportato allo zero e le frequenze di tutti gli altri picchi vengono fornite in termini di frequenza relativa alla frequenza TMS. Quindi, possiamo parlare di un segnale "sopra“ di 2,5 kHz al picco TMS. Ciò va preferito all'indicazione della frequenza assoluta del segnale, che sarebbe di 500,1325 MHz.

Riferire i segnali al picco TMS serve a diminuire chiaramente il numero di cifre necessarie per descrivere la frequenza di un segnale. Tuttavia, è possibile semplificare ulteriormente se si usa l'unità ppm invece degli hertz. L'unità ppm rappresenta le frequenze come frazione della frequenza di risonanza assoluta, che dipenderà dall'intensità del campo magnetico. Il vantaggio delle unità ppm consiste nel fatto che le misurazioni della frequenza sono indipendenti dall'intensità del campo magnetico. Ciò semplifica notevolmente il paragone tra gli spettri acquisiti su spettrometri diversi.

I fattori di conversione da usare quando si passa dagli hertz ai ppm e viceversa vengono indicati nel diagramma sottostante.

I vantaggi dell'utilizzo dell'unità ppm possono essere illustrati al meglio tramite un esempio pratico.

Supponiamo che si sia osservato un segnale ¹H superiore di 2,5 kHz a TMS usando una frequenza portante (SF01) di 500 MHz. La frequenza del segnale NMR emesso è direttamente proporzionale all'intensità del campo magnetico. Lo stesso segnale comparirebbe a 3,0 kHz al di sopra di TMS su uno spettrometro da 600 MHz ovvero a 2,0 kHz al di sopra di TMS su uno spettrometro da 400 MHz. Una singola conversione non costituisce un grande disagio, ma deve essere effettuata per ogni picco di ciascun sistema. Consideriamo adesso lo stesso segnale, espresso in unità ppm.

Frequenza in hertz divisa per SFO1 = frequenza in ppm

Esempi:

Il segnale ¹H può essere ora descritto in posizione "superiore“ di 5 ppm, ovvero a campi più bassi del picco TMS indipendentemente dalla frequenza dello spettrometro.

Gli utenti esperti preferiranno sempre usare l'unità ppm e gli spettri riprodotti nei registri scientifici avranno una scala orizzontale con gradazione in ppm e non in Hertz.

Il lettore dovrebbe essere consapevole di alcune semplificazioni fatte nell'esempio precedente. Il valore della frequenza portante ¹H su uno spettrometro da 500 MHz non sarà esattamente di 500 MHz. La frequenza portante usata in un calcolo ppm dovrebbe essere il valore preciso assegnato al parametro SF01. Analogamente, per gli spettrometri da 600 MHz e da 400 MHz sopra menzionati, la frequenza portante ¹H non sarà esattamente di 600 MHz e di 400 MHz rispettivamente.

Si osservi inoltre che un valore in ppm positivo indica che la frequenza è maggiore di quella del TMS e viene pertanto definito a "campi bassi" rispetto al TMS.