Первым из двумерных экспериментов, нашедших практическое применение, является разрешенная двумерная спектроскопия, в которой используется следующая импульсная последовательность: 90° – ti – 180° -1\ – сбор данных. J‑разрешенный спектр по информативности соответствует одномерному спектру, в котором мультиплеты повернуты перпендикулярно оси. Как и в одномерном случае, этот эксперимент можно использовать для исследования процессов химического обмена. Соответствующая импульсная последовательность приведена на рис. Внешний вид NOESY‑спектров совпадает с видом спектров, полученных по методу COSY, с той лишь разницей, что в данном случае кросс-пики не устанавливают соответствия между взаимодействующими спинами, а определяют, какие из спинов участвуют в обмене. Интенсивность этих кросс-пиков зависит от длительности тт выбранного периода смешивания. С ростом Тт интенсивность кросс-пиков непрерывно возрастает, достигает максимального значения, а затем снова уменьшается до нуля. Зависимость от времени при этом соответствует наблюдаемой в одномерном случае при обнаружении ЯЭО. При малых значениях интервала смешивания Тт для интенсивности кросс-пика /дв между линиями, которые соответствуют резонансу спинов А и В, справедлива формула

где IАВ обозначает расстояние между ядрами.

На практике используется две модификации спектроскопии NOESY. Эксперимент NOESY с подавлением интенсивности сигналов, расположенных на главной диагонали. Эксперимент ROESY, в котором проводится измерение ЯЭО во вращающейся системе координат. Иногда для этого эксперимента используется сокращение CAMELSPIN. Эксперимент полезен, если необходимо провести качественное отнесение линий в спектре, а эксперимент проводят в том случае, если времена корреляции Тс таковы, что в лабораторной системе координат ЯЭО практически не наблюдается.