自从核磁共振问世以来，显著的进步之一就是引入二维（2D）核磁共振实验。它的引入大大地增强了核磁共振在结构鉴定方面的能力，并扩大了可解决问题的范围和复杂程度。

这些实验可以看作是一系列的一维（1D）实验，不同的是通过脉冲序列引入了一个新的时间增量，从而产生一个具有两个独立演化时间（直接维t₂和间接维t₁)的二维阵列。通过对数据进行二维离散傅里叶变换，生成具有F1和F2频率轴的二维频谱。

在高场核磁中，二维核磁共振实验的使用已经非常普遍。就实用性而言，低场台式核磁也可获得高质量的二维核磁谱图。