Rezonanța magnetică nucleară, sau RMN, utilizează câmpuri magnetice și unde radio pentru a determina structura moleculelor. Este una dintre cele mai puternice tehnici analitice din chimie. A fost dezvoltată în anii 1940 și a câștigat Premiile Nobel pentru fizică în 1952 și chimie în 1991 și 2002. Este baza RMN-ului, care imaginează corpul uman.

Tehnica funcționează deoarece anumiți nuclei atomici, precum hidrogenul-1 și carbonul-13, au un spin magnetic. Într-un câmp magnetic puternic, spinii se aliniază fie cu, fie împotriva câmpului. Undele radio la frecvența corectă inversează spinii. Frecvența depinde de mediul chimic al nucleului. Electronii protejează nucleul de câmpul magnetic, iar ecranarea depinde de atomii din apropiere. Rezultatul este un spectru de vârfuri la diferite frecvențe, dezvăluind structura moleculei.

RMN-ul poate determina conectivitatea atomilor, stereochimia moleculelor și dinamica mișcării moleculare. Poate studia proteinele în soluție, monitoriza reacțiile chimice în timp real și analiza amestecuri fără separare. Este nedistructivă și necesită doar o mică probă.

Instrumentele sunt scumpe și necesită facilități specializate. Un spectrometru RMN de câmp înalt poate costa milioane de dolari și are nevoie de un magnet supraconductor răcit cu heliu lichid. Dar pentru determinarea structurală, nimic altceva nu se apropie.