H-H COSY给出的是相邻质子间的耦合关系，是一种非常重要的二维实验。
与之前所介绍的HSQC不同在于，H-H COSY的横向(F2维)和纵向(F1维)表征的都是质子的化学位移，这使得这类谱图呈现与对角线呈对称分布的相关峰(因为耦合作用是相互的，Ha对Hb的耦合等于Hb对Ha)。这一性质在谱图处理中十分有用，后面我会提到经过对称化处理的COSY谱图给出的耦合信息是恐怖的！这类谱图的解谱类似于HSQC，在相关点的横纵两个方向对应的质子存在耦合关系。图中对角线我用红线标示，由于对角峰是同一质子相关，因此并没有任何实际用处，相反由于这部分信号很强常常会严重干扰到化学位移相近的相关峰之间的指认(如图中的6-8 ppm)。早期的相敏COSY实验需要做很好的相位校正来减小对角峰的影响，而DQF-COSY通过过滤掉单自旋的信号使得沿对角峰附近谱图的解释变得更为容易。因此通常而言，如不特殊说明，目前的COSY实验通常为DQF-COSY。
关于二维谱图，我想单独插一句，由于单次采样时间较短以及仪器本身固有的缺陷，COSY等常见的二维谱的信噪比往往比一维要低，虽然可以通过一些软件处理突出我们希望看到的信号，但信号与噪音的区别往往伴随着二维解谱的整个过程。核磁操作人员对于这一点的体会要比解谱人员深刻的多，很多时候谱图一些重要信号的“出”与“不出”只在操作者鼠标滚轮的毫厘之间。我以上图F2维4-10 ppm，F1维2-8 ppm单独放大如下：
在左图的阈值调节下，环上质子之间的耦合关系较为清晰，但其与甲基以及亚甲基之间的相关信息远少于右图相应部分；但右图的阈值调节导致了环上质子相关信号过强而相互干扰，在5-6 ppm之间出现了假信号。由于核磁人员通常为了照顾整张图的信号而必须做出阈值的取舍，因此解谱人员掌握对二维谱图原始数据(topspin的ser文件)的简单处理还是很有必要的。
另一方面，H-H COSY信号的对称性使得对称化处理在谱图的“去伪存真”方面发挥着很重要的作用。以6.6-7.6 ppm的谱图对称化处理前后为例：
从图中可以看到，对称化处理将拥挤的“迷雾”拨开，显露出H6与H9之间的J5耦合关系(这与之前J分辨谱的结果一致)，此外，H2与H7之间的J6耦合亦得以显现！在大共轭体系下，这类超长距离的耦合关系在COSY中并不罕见。
最后这张图体现了H-H COSY在H归属中的作用：高场氢与H2较强的相关信号暗示了这一氢可能与H2键隔更短而有较大可能为H10。随后给出的HMBC结果更是增强了这一判断。