Гетероядерная корреляция, т.е. корреляция между одномерными спектрами ЯМР, полученными для разного сорта ядер, обладает рядом привлекательных свойств. Прежде всего, эти методы, как и большинство методов двумерной спектроскопии, приводят к улучшению разрешения в спектрах, т.е. позволяют провести отнесение линий в сложных перекрывающихся спектрах. Корреляция между двумя различными спектрами ЯМР, например, на ядрах № и 13С облегчает отнесение линий в спектрах, так как в протонных спектрах содержится дополнительная информация о спектрах 13С, и наоборот. Отнесение линий существенно упрощается, если проведено полное отнесение в спектре хотя бы одного из ядер. Двумерные корреляционные спектры могут быть дополнительно использованы также и для того, чтобы повысить чувствительность в спектрах ядер с низким естественным содержанием, т.е. повысить возможности детектирования ядер с низкой чувствительностью. Простейший вариант гетероядерного корреляционного эксперимента совершенно аналогичен эксперименту COSY: используемая в этом методе импульсная последовательность также состоит из двух 90°-ных импульсов, между которыми имеется интервал длительностью ц, причем импульсы подаются на частоте, соответствующей резонансу ядра I, а спад свободной индукции записывается в течение времени Я2. Различие состоит в том, что в момент, когда подается второй 90°-ный импульс на частоте резонанса ядра I, подается дополнительный 90°-ный импульс на частоте резонанса ядер 5. Отношение сигнал/шум, достигаемое при использовании различных методов, описывается следующим выражением:

Здесь уехс-гиромагнитное отношение ядерных спинов, которые возбуждаются в первом периоде эксперимента, до проведения наблюдения, a yobs – гиромагнитное отношение ядер, наблюдение которых проводится в данный момент. В экспериментах с накоплением данных необходимо учитывать и такие параметры, как время продольной релаксакции Туехс возбуждаемых спинов и интервал между импульсами TR.

Следовательно, наилучшее значение отношения сигнал/шум может быть достигнуто в таком эксперименте, в котором сначала осуществляется перенос поляризации от спинов с большим г к спинам с меньшим у, а затем, на стадии детектирования, осуществляется обратный перенос поляризации. В частности, для системы N-'rl оценка подформуле показывает, что теоретически чувствительность в спектрах N может быть увеличена примерно в 300 раз.