Instrumen NMR terdiri atas komponen-komponen utama berikut:
a. Magnet
Akurasi dan kualitas suatu alat NMR tergantung pada kekuatan magnetnya. Resolusi akan bertambah dengan kenaikkan kekuatan medannnya, bila medan magnetnya homogen elektromagnet dan kumparan superkonduktor (selenoids). Magnet permanen mempunyai kuat medan 7046-14002 G, ini sesuai dengan frekuensi oskilator antara 30-60 MHz. Termostat yang baik diperlukan karena magnet bersifat peka terhadap temperatur. Elektromagnet memerlukan sistem pendingin, elektromagnet yang banyak di pasaran mempunyai frekuensi 60, 90 dan 100 MHz untuk proton. NMR beresolusi tinggi dan bermagnet superkonduktor dengan frekuensi proton 470 MHz. Pengaruh fluktuasi medan dapat diatasi dengan sistem pengunci frekuensi, dapat berupa tipe pengunci eksternal atau internal. Pada tipe eksternal wadah senyawa pembanding dengan senyawa sampel berada pada tempat terpisah, sedang pada tipe internal senyawa pembanding larut bersama-sama sampel. Senyawa pembanding biasanya tetrametilsilan (TMS).
b. Generator medan magnet penyapu
 Suatu pasangan kumparan terletak sejajar terhadap permukaan magnet, digunakan untuk mengubah medan magnet pada suatu range yang sempit. Dengan memvariasikan arus searah melalui kumparan ini, medan efektif dapat diubah-ubah dengan perbedaan sekitar 10 gauss. Perubahan medan ini disinkronisasikan secara linier dengan perubahan waktu. Untuk alat 60 MHz (proton), range sapuannya adalah 235 x 10 gauss. Untuk F1, C13, diperlukan sapuan frekuensi sebesar 10 KHz.
C. Sumber frekuensi radio
Sinyal frekuensi oskilasi radio (transmiter) disalurkan pada sepasang kumparan yang possinya 90 terhadap jalar dan magnet. Suatu oskilator yang tetap sebesar 60, 90 atau 100 MHz digunakan dalam NMR beresolusi tinggi.
d. Detektor sinyal
Sinyal frekuensi radio yang dihasilkan oleh inti yang beresolusi dideteksi dengan kumparan yang mengitari sampel dan tegak lurus terhadap sumber. Sinyal listrik yang dihasilkan lemah dan biasanya dikuatkan dulu sebelum dicatat.
e. Perekaman (Rekorder)
Pencatat sinyal NMR disinkronisasikan dengan sapuan medan, rekorder mengendalikan laju sapuan spektrum. Luas puncak dapat digunakan untuk menentukan jumlah relatif inti yang mengabsorpsi.
