يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) مجالات مغناطيسية قوية وموجات راديوية لإنتاج صور مفصلة للدماغ والأنسجة الرخوة الأخرى. وهو لا يعتمد على الإشعاع المؤين.

تعتمد هذه التقنية على رصد سلوك نوى الهيدروجين في جزيئات الماء عند وضعها في مجال مغناطيسي وتعريضها لنبضات ترددات راديوية. تعود الأنسجة المختلفة إلى حالة التوازن بمعدلات متفاوتة، مما يُنتج تباينًا يكشف عن البنية التشريحية بدقة مكانية عالية. يُستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي على نطاق واسع للكشف عن الأورام، والآفات، والتشوهات الخلقية، وفقدان الأنسجة المرتبط بالأمراض التنكسية العصبية.

يُوسّع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي نطاق هذه الطريقة من خلال تتبع الإشارات المعتمدة على مستوى الأكسجين في الدم والتي تتغير بتغير النشاط العصبي. وقد أحدث الجمع بين التصوير البنيوي والوظيفي نقلة نوعية في كلٍ من التشخيص السريري وعلم الأعصاب الإدراكي. إلا أن رهاب الأماكن المغلقة، ووجود بعض الغرسات المعدنية، وتكلفة أجهزة التصوير وتوافرها، لا تزال تُشكّل عوائق عملية.

عندما تكون هناك حاجة إلى تفاصيل تشريحية دقيقة للأنسجة الرخوة دون الحاجة إلى الأشعة السينية، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي هو الطريقة المفضلة.