13C(核自旋量子數I為1/2)在靜磁場中能級分裂和從射頻電磁波吸收能量由低能級躍遷至高能級而產生的磁共振譜,與質子磁共振譜相似,但有以下差別:①它在高能級的壽命較長,限制瞭使之進行躍遷的射頻電磁波的功率;②磁共振的靈敏度與旋磁比γ的三次方成正比,而

,致使 13C磁共振是 1H磁共振的靈敏度的1/64;③ 13C的天然同位素豐度為1.1%,而 1H則為99.8%,所以它的靈敏度又要比 1H磁共振低兩個數量級;④ 13C磁共振譜的分辨能力高,其化學位移范圍為600微克( 1H磁共振的僅為20微克),從而對分子量為300~500的有機化合物幾乎可分辨每一個 13C峰,這在 1H磁共振中決不可能。從 13C磁共振可以觀測不與質子相連的基團,如C=O、C≡N等基團。