Kernspinresonantie (Engels: nuclear magnetic resonance), afgekort als NMR, is een natuurkundig fenomeen dat optreedt wanneer atoomkernen in een sterk magnetisch veld worden geplaatst en blootgesteld worden aan bepaalde elektromagnetische frequenties. De atoomkernen zullen daarbij resonantie vertonen, wat inhoudt dat ze hun eigen specifieke frequenties uitstralen. Deze frequenties kunnen worden gedetecteerd, en weergegeven in een spectrum (NMR-spectrum).
Kernspinresonantie vindt zijn toepassing in verschillende takken van de wetenschap, zoals scheikunde, biochemie en geneeskunde. Het wordt onder andere gebruikt om molecuulstructuren op te helderen, isomeren van elkaar te onderscheiden, en de ruimtelijke structuur van eiwitmoleculen te bepalen. Daarnaast is het ook het principe achter vele medische beeldvormingstechnieken, zoals de bekende MRI-scans.