低场核磁共振设备主要是检测样品中的H质子。将样品放入磁场中之后，通过发射一定频率的射频脉冲，使H质子发生共振，H质子吸收射频脉冲能量。当射频脉冲结束之后，H质子会将所吸收的射频能量释放出来，通过专用的线圈就可以检测到H质子释放能量的过程，这也就是核磁共振信号。对于性质不同的样品，其能量释放的快慢是不同的，通过这些信号差别就可以寻找规律，研究样品内部性质。
从硬件上来讲，整个台式低场核磁共振仪的工作原理可简要的概括为：在计算机的控制下，DDS（直接数字频率合成源）产生满足共振条件的射频信号，在波形调制信号的控制下，调制成所需要的形状，并送到射频功放系统进行功率放大后经发射线圈发射并激发样品产生核磁共振。在信号采集期间，射频线圈将对此核磁共振信号感应得到核磁共振信号（FID信号），经前置放大后在二级放大板中与DDS产生的等辐射频信号进行混频后放大，最后送入ADC(模数变换器)进行数据采集与模数转换，采集的数据送入计算机进行相应处理就可得到核磁共振信号的谱线。在二维核磁共振成像序列中，还需要从脉冲序列发生器中发出三路梯度控制信号，分别经梯度功放后经由梯度线圈产生三个维度上的梯度磁场，起到对核磁共振信号进行空间定位的作用，通过计算机处理获取数据从而得到样品的二维图像。