NMR-Methoden erlauben perspektivisch mikrofluidische Prozesse orts- und zeitaufgelöst zu messen. Prinzipiell zugängliche Parameter sind die chemische Zusammensetzung, das Fließverhalten und die Homogenität des Mediums im mikrofluidischen Kanal.

Das Hauptproblem der mikrofluidischen NMR ist das kleine Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufgrund des inhärent kleinen Probenvolumens. Strategien zur Signalverstärkung sind zu integrieren und für diesen Zweck weiterzuentwickeln: PRE (paramagnetic relaxation enhancement) verkürzt beispielsweise die Relaxationszeiten, so dass der zeitliche Abstand zwischen Messungen verkürzt und so das effektive NMR-Signal pro Messzeit größer wird. Bei Photo-CIDNP (photo-chemically induced dynamic nuclear polarization) werden Moleküle optisch angeregt, deren dann größere Polarisation auf die zu messende Spezies übertragen wird.