J-カップリングの起源は、フッ化水素（HF）などの単純分子に対するベクトルモデルによって視覚化することができる。 HFでは2つの原子核はスピン1/2である。 HとFの核スピンの外部磁場に対する相対的な並び方によって4つの状態が考えられる。 NMR分光法の選択則では、ΔI = 1である。これは、ある光子（高周波領域）が2つの核スピンのうち1つだけに影響を与える（「反転」する）ことができることを意味する。J-カップリングは、多重度（「線の数」）、カップリングの大きさ（強、中、弱）、およびカップリングの符号の3つのパラメータを提供する：
多重度編集
multiplicityは、目的の信号に結合した中心の数とその核スピンに関する情報を与える。 NMRの1H-1H結合のような単純な系では、多重度は目的のプロトンと磁気的に非等価な隣接プロトンの数より1つ多くなる。 エタノールの場合、各メチルプロトンは2つのメチレンプロトンと結合しているので、メチル信号は三重項となる。
四重極と呼ばれるスピンが1/2より大きい核は、より大きな分裂を生じさせることができるが、多くの場合、四重極核との結合は観測されない。 多くの元素は、核スピンを持つ原子核と持たない原子核から構成されている。 このような場合、観測されるスペクトルは各同位体のスペクトルの和となる。 有機分子に対するNMR分光法の大きな利点の1つは、31Pや19Fのような軽いスピン1/2核がモノアイソトピックであるか、1Hのような天然存在量が非常に高いことである。 また、12Cと16Oは核スピンを持たないため、有機分子でよく見られるこれらの核は、NMRで分裂パターンを引き起こさないという利点もあります。 一般的に2重結合（1H-C-1H）の方が3重結合（1H-C-C-1H）よりも強いと言われています。 また、カップリングの大きさは、3結合カップリング定数に対するKarplus方程式で記述されるように、カップリングパートナーに関連する二面角の情報を提供します。 19Fは核磁気モーメントが大きいので、プロトンとの結合が大きくなる。 103Rhは核磁気モーメントが非常に小さく、1Hとの結合は小さい。 核磁気モーメント（あるいはジャイロ磁気比γ）の影響を補正するために、しばしば「縮小結合定数」Kが議論されるが、
K = 4π2J/hγxγy.
13C核と直接結合したプロトンの結合では、結合定数JC-Hの支配項はフェルミ接触相互作用であり、これは二つの核における結合のs特性の尺度である
外部磁場が非常に小さい場合、例えば
J-カップリングの符号 編集
各結合定数の値にも符号があり、同等の大きさの結合定数はしばしば反対の符号を持つ。 与えられた2つのスピン間の結合定数が負であれば、これら2つのスピンが平行なときにエネルギーは低くなり、逆にそれらの結合定数が正であれば、エネルギーは低くなる。 J結合定数が1つの分子では、結合定数の符号を逆にすると、ある位置のスペクトル線が異なる遷移を表すことはあっても、NMRスペクトルの見え方は変わりません。
しかし、2つの異なるJ-カップリング定数を持つ分子では、二重共鳴実験によって2つの定数の符号を実験的に決定することができる。 例えばジエチル・タリウムイオン（C2H5）2Tl+では、この方法によってメチル・タリウム（CH3-Tl）とメチレン・タリウム（CH2-Tl）のカップリング定数が逆の符号を持つことが分かった。
Jカップリング定数の絶対符号を決定する最初の実験方法は1962年にバッキンガムとロバーリングが提案した、強い電界を使って極性液体の分子の配列を整える方法であった。 この電場は2つのスピンの直接双極子結合を生じさせ、両者の符号が平行であれば観測されるJ結合に加算され、符号が反対であれば観測されるJ結合から減算される。 この方法は4-ニトロトルエンに初めて適用され、隣接する（あるいはオルソ）環プロトン間のJカップリング定数は、各プロトンの2つのピークの分裂が電界印加とともに減少するので正であることが示された
NMR分光のために分子の位置を合わせるもう一つの方法は、ネマチック液晶溶媒に溶解させる方法である。 この方法はJ-カップリング定数の絶対符号を決定するのにも使われている
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