探头 设计用于容纳样品，发送激发样品的射频信号并接收发出的响应。发送和接收通过使用专门设计的 RF 线圈 来实现。

探头插入磁体底部，位于室温匀场线圈内。同轴电缆将激发信号从控制台放大器传送至探头，并将 NMR 信号从样品传回接收器。电缆穿过一组前置放大器 (HPPR) 排布，这些放大器位于磁体基座旁边，或者，在 NanoBay 系统上是内置于控制台中。NMR 信号通常非常微弱，因此需要 前置放大器来增强。

探头有不同的大小和类型。探头的大小用它所能容纳的样品管大小来表示，其中 5mm 和 10mm 样品管直径最常用。根据实验类型的不同，使用的探头类型也有所不同。 选择性 探头专门设计用于观察特定的原子核（如 13C），而多核（X-BB 或宽带）探头则可用于分析各种原子核。不同类型的探头通过内部线圈的数量和设计从物理上加以区别。此外，探头的外径和长度根据各种磁体的规格来制造（宽腔或标准腔；对于具有不同磁场强度的磁体，底部到磁场中心的长度也不同）。

信号通过接头进入和离开探头线圈，这些接头位于探头基座处，具有清楚的标示。信号通过同一根电缆进出探头。每个探头都带有内线圈（ 观察 线圈）。此线圈的位置最靠近样品体积，以最大限度地提高灵敏度。内线圈 BNC 的颜色编码遵循一个简单的规则。它始终与位于 BNC 接头正上方的矩形条颜色相同。下图显示了多核探头的标示。在此例中， 宽带 线圈是内线圈。