Le magnétomètre à protons permet de faire des mesures d'intensités.
Le capteur du magnétomètre est fait d'un récipient qui contient un liquide riche en protons (un hydrocarbure avec un point de fusion faible).
Un solénoïde (fil électrique en métal enroulé en hélice) entoure le récipient. On injecte ensuite un courant d'1 Ampère, ce qui va générer un champ magnétique.
Les moments magnétiques, qui étaient désordonnés, vont s'orienter parallèlement aux lignes de champ de la bobine. Si on coupe le courant, le champ magnétique s'arrête et les moments magnétiques vont changer d'axe de rotation pour suivre un axe parallèle à la direction du champ magnétique terrestre (on parle de mouvement de précession).
Ces mouvements engendrent un champ magnétique sinusoïdal qui vont induire un courant alternatif dans le solénoïde. La fréquence de ce courant sera égale à ce que l'on appelle "La fréquence de Larmor" - fréquence que l'on peut mesurer pendant un court lapse de temps.
Le coefficient de proportionnalité est introduit lors du calibrage de l'appareil, ce qui nous permet de mesurer et de lire l'intensité du champ magnétique (en Nanoteslas).