Po diskusií o základných vlastnostiach spinov, magnetizácie vzorky a efektu poľa je možne pristúpiť k popisu praktickej vykonávania NMR experimentov. V súčasnosti sa väčšina NMR experimentov vykonáva v tzv. časovej doméne. Znamená to excitácia spinov ich vývoj ako aj detekcia signálu sa sledujú ako funkcia času. Na nasledujúcom obrázku sú znázornené základné prvky najjednoduchšieho NMR experimentu v časovej doméne.
Základný experiment možno rozdeliť na dve periódy: prípravnú a detekčnú. Súčasťou prvej perióde je relaxačný interval počas ktorého sa spontánnou relaxáciou vytvorí dostatočne veľká magnetizácia Mz. Následným impulzom B1 sa Mz preklopí do roviny xy. V zložitejších NMR experimentov sa následne s vytvorenou magnetizáciou Mxy cielene manipuluje tak aby sa spinový systém dostal do požadovaného stavu. Pri základnom NMR experimente po impulze hneď nasleduje detekčná perióda. Počas tejto periódy sa vzorka (spinový systém) voľne vyvíja, pričom súčasne prebiehajú 2 procesy: precesia a relaxácia. Je to voľný zánik impulzom indukovaného signálu. V NMR je zvykom označovať ho anglickou skratkou FID (Free Induction Decay). Iný pohľad na vývoj magnetizácie počas detekčnej periódy a detekciu signálu je ukázaný na nasledujúcom obrázku.
FID ako odozva vzorky na excitáciu spinov je pre NMR požadovanou merateľnou veličinou. Je to funkcia času, ktorá priamo neposkytuje štandardné spektroskopické informácie ako sú frekvencia signálu, tvar a pološírka spektrálnych čiary a integrálna intenzita signálu. Pre jednoduchý FID, ktorý obsahuje len je frekvenčnú zložku Mxy však spektrálne parametre možno jednoducho stanoviť ako je to ukázané v nasledujúcom obrázku.
Spektrálnu frekvenciu ν (polohu signálu v spektre) možno určiť z periódy kmitov T ν =1/T. Exponenciálnemu poklesu intenzity FIDu s časom zodpovedá Lorentzovský tvar čiary pričom jej fáza súvisí s počiatočnou fázou a Mxy (jej odchýlkou od fázy detektora). Ak α = 0 spektrálna čiara má tvar absorpčnej Lorentzovskej čiary A(ω); ak α = 90 spektrálna čiara má tvar °disperznej Lorentzovskej čiary D(ω). Pre obecnú hodnotu má spektrálna čiara zmiešaný charakter a možno ju vyjadriť ako kombináciu absorpčnej a disperznej čiary S(ω)=A(ω).cos(α)+D(w).sin(α). Integrálna intenzita čiary I je úmerná počiatočnej hodnote Mxy a zodpovedá ploche pod absorpčnou čiarou A(ω). Pokles intenzity FIDu, ktorý je charakterizovaný relaxačným časom súvisí s pološírkou spektrálnych čiar na spektrálnych čiarach prejaví hodnotou ich pološírky (pološírka A(ω): ∆ν = 1/(πT2)). Po transformácií parametrov FID do spektrálnej domény možno tvar spektrálnych čiar vyjadriť rovnicami:
A(ω) = (1/{1+[(ω –ω0)/(1/T2)]2}
D(ω) = ((ω –ω0)/{1+[(ω –ω0)/(1/T2)]2}
V prípade väčšiny reálnych vzoriek M0 a následne po excitácií aj Mxy obsahujú veľký počet rôznych frekvenčných zložiek a časový priebeh FIDu, v ktorom sú súčasne prítomne všetky tieto zložky sa stáva veľmi komplikovaným. Nie je možne z neho získavať priamo extrahovať spektrálne parametre jednotlivých zložiek. Riešením je Fourierova transformácia (FT), ktorá v oblasti spektroskopie začala byť využívaná po dostupnosti dostatočne výkonných počítačov. FT je v oblasti NMR spektroskopie veľmi dôležitá často využívaná procedúra. Je základnou formou spracovania nameraných dát. Jej podrobnejší popis bude uvedený v kapitole venovanej vyhodnocovaniu dát.
