与没有形成氢键的质子相比，氢键质子所受的屏蔽较小，因而，在低磁场发生共振，δ值较大。处于快速动态平衡状态的氢键质子和非氢键质子，在核磁共振光谱中为单峰。形成氢键的程度愈大，氢键质子的化学位移愈大。醇、酚、胺、羧酸等化合物中常有氢键效应。提高温度或将溶液稀释时，使分子间氢键被切断或减弱，相应氢键质子信号向高场移动。

例如，甲醇有如下的平衡状态：
2CH30H＝CH3OH…OHCH3
非氢键 氢键

若用惰性溶剂CCl4稀释，平衡向非氢键方向移动，羟基质子共振信号向高场位移，因而，在高度稀释的溶液中，醇羟基质子δ值为O.5—1.0，而在浓溶液中，δ值为4～5。

其它杂原子上的质子显示出类似的倾向，它们的化学位移在较宽的范围内变动。

当测量温度升高时平衡向非氢键方向移动，引起共振信号向高磁场方向移动。

羧酸常以稳定的二聚体形式存在，氢键强度受条件的影响不大。因而，羧酸质子的化学位移变化较小，一般均在510～13范围出现。

以六员环形式存在的分子内氢键比较稳定，氢键质子的δ值常大于10。例如，酚类和烯醇类化合物分子内氢键质子的δ值分别在10～16及15～19。分子内氢键的强度也不受测量条件的明显影响。

三氯甲烷中有苯时，三氯甲烷质子的共振峰向高场移动。这是由于三氯甲烷虽可与苯环的π电子形成氢键，但是由于在苯环上下方附近的质子还受到反磁性各向异性效应作用，且三氯甲烷质子所受的各向异性效应大于氢键效应，所以，信号向高场移动。