NMR 因圖譜信號的純數字化、過度的重疊范圍過寬（由于相對分子質量太大）核信號弱等原因，在蛋白、多肽物質的分析中應用一直不多。隨著二維、三維以及四維NMR 的應用，分子生物學、計算機處理技術的發展，使NMR 逐漸成為此類物質分析的主要方法之一。
NMR 可用于確定氨基酸序列、定量混合物中的各組分組成含量等分析中。但要應用于蛋白質分析中仍有許多問題需要解決，例如，如何使分子量大的蛋白質有特定的形狀而便于定量與定性分析，如何減少數據處理的時間問題等。這些問題多有不少學者在進行研究。雖然在蛋白質分析中應用較少，NMR 在分析分子中含少于30 個氨基酸的小肽時是非常有用的，可以克服上述蛋白質分析中的缺點而達到快速準確分析的目的。
