फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (एफएमआरआई) मस्तिष्क में रक्त प्रवाह में होने वाले परिवर्तनों का पता लगाकर मस्तिष्क की गतिविधि को मापती है। जब मस्तिष्क का कोई क्षेत्र अधिक सक्रिय हो जाता है, तो उसे ऑक्सीजन युक्त रक्त की तीव्र वृद्धि प्राप्त होती है; एफएमआरआई इस रक्तगत प्रतिक्रिया को रिकॉर्ड करती है।

इस पद्धति ने संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में क्रांति ला दी है। शोधकर्ता यह देख सकते हैं कि प्रतिभागी के स्कैनर में लेटे हुए सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किए गए कार्यों को करते समय धारणा, स्मृति, भाषा, निर्णय लेने और भावनाओं के दौरान कौन से क्षेत्र सक्रिय होते हैं। स्थानिक रिज़ॉल्यूशन मिलीमीटर के क्रम में है; लेकिन रक्त प्रवाह की धीमी प्रतिक्रिया के कारण लौकिक रिज़ॉल्यूशन सीमित है, जो आमतौर पर कुछ सेकंड का होता है। fMRI को EEG जैसी अन्य तकनीकों के साथ मिलाकर लौकिक सीमा की भरपाई की जा सकती है।

व्याख्या में सावधानी बरतनी आवश्यक है। बोल्ड सिग्नल तंत्रिका गतिविधि का एक अप्रत्यक्ष माप है, और "प्रकाशित" क्षेत्र आवश्यक रूप से अध्ययन किए जा रहे व्यवहार का एकमात्र या प्राथमिक कारण नहीं है। सावधानीपूर्वक प्रायोगिक डिजाइन, उपयुक्त सांख्यिकीय सीमाएं और पुनरावृति अभी भी आवश्यक हैं। इन सीमाओं के बावजूद, fMRI ने बड़े पैमाने पर नेटवर्क का मानचित्रण किया है और ऐसी परिकल्पनाएं उत्पन्न की हैं जो मौलिक अनुसंधान और नैदानिक ​​जांच दोनों का मार्गदर्शन करती हैं।

जब यह सवाल उठता है कि किसी विशेष मानसिक क्रिया के दौरान मस्तिष्क के कौन से हिस्से अधिक मेहनत कर रहे हैं, तो fMRI सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला जवाब प्रदान करता है।