一、核磁共振在有机化学中的应用
核磁共振波谱是有机化学结构研究中最有用的工具之一。在有机化学领域中，核磁共振可以解决许多方面问题。比如结构的测定和确证；异构体的区分和测定；立体化学；互变现象的研究以及反应历程和机理的探讨。除了阐明结构以外，NMR波谱对考察各种瞬时过程，如化学交换、分子内重排也是特别有效。
二、核磁共振在聚合物研究中的应用
自20世纪60年代以来，核磁共振波谱已广泛应用于聚合物的分析。高分辨NMR技术已成为一种分析聚合物的微观化学结构，构象和弛豫现象等非常有效的手段。例如，大分子结构的不规整性、链单元分布、支化度、等规度和几何异构，聚合过程机理和动力学参数等测定方面的应用。而宽谱线的NMR却利用谱线的宽度、形状等来获取有关链结构、立体规整性以及相转变、结晶度、取向变化和其他交联过程中的化学变化等有关信息。
三、核磁共振在石油化学中的应用
核磁共振在石油和燃料工业中的应用开始于20世纪50年代。并且这种应用日趋广泛和重要。NMR能够提供原油和精炼产品中化合物的化学组成及结构信息。在NMR获得应用的初期就是能够鉴定烷基汽油中两种类型氢和催化裂解中得到的环状物和沥青中三种类型氢的分析。进一步的应用是研究原油的馏分，包括高沸点原油的组成和低沸点原油中润滑油结构的分析，以及沥青芳香度，取代百分比和平均碳骨架的组成分析。而且在钻井及石油勘测中，NMR技术越来越受到重视。
四、核磁共振在生命化学中的应用
生命现象复杂多变，生物大分子在溶液态的多变结构与生命活动紧密相关。NMR新技术的发展，特别是二维NMR技术的迅速、全面发展，开辟了解析高分子量蛋白质、核酸、糖类等生命物质的新天地。
