Ak vložíme vzorku do magnetického poľa začnú prebiehať 2 procesy: precesia spinov a ustanovovanie novej termodynamickej rovnováhy. Precesia spinov sa ustanoví okamžite, no keďže pri precesií sa nemení vzájomná orientácie spinov rovnakého druhu magnetizácia všetkých zložiek vzorky zostáva v prvých okamžikoch nulová. V grafickom zobrazení sa v prvých momentoch statická „vektorová guľa“ zmení iba na guľu rotujúcu okolo B0 ako je to ukázané na nasledujúcom obrázku vľavo.
Druhý proces, ustanovovanie novej termodynamickej rovnováhy – relaxácia vzorky, trvá relatívne dlho (~ 0.01-100s). Hnacou silou je odchýlka stavu vzorky od rovnovážneho jej stavu. Mechanizmom procesu sú interakcie medzi rôznymi časťami vzorky, ktoré je zvykom označovať ako “mriežka” ( patria sem iné jadrami, elektrónmi,.. a iné stupne voľnosti ) indukované tepelným pohybom vo vzorke. O mechanizme relaxácie budeme diskutovať v nasledujúcom odstavci. Teraz sa zameriame na stanovenie rovnovážnej hodnoty magnetizácie v nenulovom poli. Vychádza sa z Boltzmanovho zákona aplikovaného na súbor spinov. Podľa tohto zákona by orientácie spinov s menším uhlom odklonu od B0 (menším uhlom Θ a teda menšou energiou) mali byť zastúpené v rovnovážnej vzorke častejšie ako orientácie s väčším uhlom Θ a teda aj väčšou polohovou energiou. Graficky je to znázornené na obrázku vpravo.
