MRI, oftewel magnetische resonantiebeeldvorming, maakt gebruik van sterke magnetische velden en radiogolven om gedetailleerde beelden van de hersenen en ander zacht weefsel te produceren. Het maakt geen gebruik van ioniserende straling.

De techniek detecteert het gedrag van waterstofkernen in watermoleculen wanneer deze in een magnetisch veld worden geplaatst en verstoord door radiofrequente pulsen. Verschillende weefsels keren met verschillende snelheden terug naar hun evenwichtstoestand, waardoor contrast ontstaat dat anatomische structuren met een hoge ruimtelijke resolutie onthult. Structurele MRI wordt veelvuldig gebruikt voor het detecteren van tumoren, laesies, ontwikkelingsstoornissen en het weefselverlies dat gepaard gaat met neurodegeneratieve ziekten.

Functionele MRI breidt de methode uit door bloedzuurstofafhankelijke signalen te volgen die veranderen met neurale activiteit. De combinatie van structurele en functionele beeldvorming heeft zowel de klinische diagnostiek als de cognitieve neurowetenschappen getransformeerd. Claustrofobie, de aanwezigheid van bepaalde metalen implantaten en de kosten en beschikbaarheid van scanners blijven praktische beperkingen.

Wanneer fijne anatomische details van zacht weefsel nodig zijn zonder röntgenfoto's, is MRI de aangewezen methode.