Sledovanie NMR vlastnosti individuálnych atómových jadier, ktoré boli diskutované vyššie je možne len pri experimentoch s atómovými lúčmi. Sú to experimenty Stern-Gerlachovho typu [Stern–Gerlach experiment – Wikipedia]. Pre praktické aplikácie NMR javu sú však tieto experimenty nevyužiteľné. Rozvoj aplikácií založených na NMR jave začal až po objavení spôsobu ako tento jav sledovať v štandardných laboratórnych podmienkach na štandardných (makroskopických) vzorkách [1,2]. Pri tomto novom spôsobe sa miesto správania individuálnych spinov sleduje správanie celej vzorky. Sleduje sa magnetizácia vzorky M, čo je jej výsledný magnetický moment vzorky. M je daná vektorovým súčtom magnetických momentov všetkých sledovaných spinov vo vzorke:
M =∑i μi
Ak je vo vzorke viac typov spinov, napr. rôzneho druhu (1H, 13C,. alebo napr. 1H v rôznych polohách v molekule) možno celkovú magnetizáciu rozdeliť na jej zložky : M =∑kMk kde k-tá zložka je súčtom magnetického momentu všetkých i- spinov k-tého typu: Mk =∑i μi,k.
Typické NMR vzorky (objem 0,5ml; mmól koncentrácie zložiek) obsahujú obrovský počet spinov (~ 1018-1021). Niektoré parametre takého veľkého súboru možno určiť pomocou termodynamických zákonov. Medzi takéto parametre patrí aj hodnota M vo vzorke, ktorá je v termodynamickej rovnováhe. Rovnovážna magnetizácia sa dá M určiť na základe Boltzmanovho zákona, podľa ktorého je rozdelenie populácie rôznych stavov elementov súboru dané ich energiou [Boltzmann distribution – Wikipedia].
