Tal como se ilustra en la figura siguiente, se pueden llevar a cabo tres experimentos por separado, que corresponden a los tres posibles núcleos de observación ¹H, ¹³C y ³⁵Cl.

Se envían tres pulsos de excitación (E₁, E₂, E₃) a la muestra a las frecuencias portadoras adecuadas. E₁ corresponde a la frecuencia de resonancia del ¹H, E₂ a la del ¹³C y E₃ a la del ³⁵Cl. Asumiendo que se ha conseguido la excitación de los tres isótopos, la muestra emitirá señales a las tres frecuencias f₁, f₂, y f₃ que se registran en tres espectros diferentes. Si las señales emitidas se muestran en un único gráfico, se esperaría un espectro similar al de la figura siguiente (observe que las frecuencias de las señales se han representado para un imán de 11.7 T y que todas las señales tienen forma de singlete,  es decir, picos únicos).

Este espectro ficticio muestra tres picos que corresponden a los tres isótopos. Si tenemos en cuenta el número de átomos relativo de los tres isótopos, esperaríamos que la intensidad de los picos del cloro, hidrógeno y carbono tuviera una relación de 3:1:1. Sin embargo, también se debe tener en cuenta la abundancia natural  de los tres isótopos resultando en una relación de 227:100:1. Pero las relaciones de intensidades entre los picos obtenidas experimentalmente tampoco concuerdan con estos valores. El motivo para esto es que cada núcleo tiene una sensibilidad  inherente a la técnica de RMN. El ¹H es 63 veces más sensible a la RMN que el ¹³C.

Así, incluso si una muestra tuviera exactamente el mismo número de núcleos de ¹H que de ¹³C, la intensidad de las señales de los ¹H sería 63 veces mayor que las señales de ¹³C. Con un espectro como el de la figura de arriba, se perdería cualquier información detallada y sería imposible determinar de forma precisa una frecuencia particular. El espectro tendría muy poca resolución (la resolución horizontal de un espectro es una medida que indica la capacidad para diferenciar entre dos señales que están muy próximas en frecuencia).

Una complicación añadida es el amplio rango del escalado vertical. La variación de la sensibilidad inherente a la RMN, junto a las variaciones en abundancia natural, imposibilitan a menudo la representación de las señales de diferentes isótopos en un mismo espectro. De hecho, la resolución vertical del espectro sería muy pobre (la resolución vertical, es decir la relación señal ruido del espectro es una medida de la sensibilidad).

El hecho de que nuestro análisis del cloroformo esté resultando tan complicado se debe a que estamos intentando comparar las señales de tres núcleos observables diferentes en un solo espectro (esto sin tener en cuenta las limitaciones del hardware o electrónica). Por este motivo, en la práctica los experimentos de RMN se realizan observando un solo núcleo. Aunque se exciten simultáneamente más de un isótopo, empleando más de una frecuencia portadora (p. ej., en los experimento de desacoplamiento), siempre solo observaremos la señal de un único isótopo. Esto simplifica el análisis del espectro enormemente. Como se mencionaba anteriormente, las variaciones en la frecuencia de resonancia básica debidas al entorno local del átomo tienden a ser relativamente pequeñas. Por lo tanto, los rangos espectrales no serán muy grandes. Además la abundancia natural y la sensibilidad inherente siempre serán las mismas para un determinado isótopo. De ahí que la intensidad relativa de dos señales emitidas por isótopos de ¹H en un espectro, dependerá únicamente del número de átomos que contribuyan a esta señal. Esto simplifica en gran medida el análisis de espectros para obtener información cuantitativa. Antes de continuar con una descripción más detallada de la RMN, el lector debe familiarizarse con el concepto de señales medidas en ppm   (partes por millón) con respecto a la señal de referencia.