הקרנה על גרעין פעיל ספין גורמת לעלייה או ירידה בעוצמת האות של גרעינים שכנים שאינם בהכרח קשורים כימית או מעורבים בצימוד J. תופעה זו, הנקראת הגברה נוקלארית ע"ש אוברהאוזר (NOE), נובעת מאינטראקציות מרחביות בין ספינים גרעיניים. האפקט של NOE פוחת עם עליית המרחק הבין-גרעיני ואינו נצפה בדרך כלל מעבר ל-4 אנגסטרום. ב-NOE, אינטראקציות דיפול-דיפול בין גרעינים פעילי ספין שכנים מובילות להעברת קיטוב ספין גרעיני. אינטראקציות אלו עשויות לגרום לעלייה או ירידה בעוצמת האות, מה שמוביל ל-NOE חיובי או שלילי, בהתאמה.

NOE יכול לשמש לשיפור עוצמת האות של גרעינים פחות רגישים, כמו פחמן-13. ספקטרום פחמן-13 מנותק-פרוטונים מציג אפקט NOE חיובי, שבו עוצמות האות של הפחמן מוגברות באופן משמעותי בהשוואה לספקטרום המצומד לפרוטונים.

הקרנה ממוקדת על גרעינים ספציפיים יכולה גם לחשוף קרבה מרחבית, מה שעוזר לאשר את הסטריאוכימיה ולוודא שיוך של פסגות ספקטרליות. אפקט NOE מיושם גם בניסויי NMR דו-ממדיים, כמו ספקטרוסקופיית אפקט אוברהאוזר גרעיני (NOESY), לקביעת המבנה התלת-ממדי של חלבונים.