1930年代，物理学家伊西多·拉比发现在磁场中的
原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。
1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对
核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1952年度诺贝尔物理学奖。
1946年，
美国哈佛大学的珀塞尔和
斯坦福大学的布洛赫宣布，他们发现了核磁共振NMR。两人因此获得了1952年
诺贝尔奖。核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场（处在无线电波波段）同时作用下，当满足一定条件时，会产生共振吸收现象。核磁共振很快成为一种探索、研究物质微观结构和性质的高新技术。目前，核磁共振已在物理、化学、材料科学、
生命科学和医学等领域中得到了广泛应用。