A ressonância magnética, ou imagem por ressonância magnética, utiliza campos magnéticos fortes e ondas de rádio para produzir imagens detalhadas do cérebro e de outros tecidos moles. Não depende de radiação ionizante.

A técnica deteta o comportamento dos núcleos de hidrogénio nas moléculas de água quando colocadas num campo magnético e perturbadas por pulsos de radiofrequência. Diferentes tecidos regressam ao equilíbrio a taxas diferentes, gerando contraste que revela a estrutura anatómica com alta resolução espacial. A ressonância magnética estrutural é amplamente utilizada para detetar tumores, lesões, anomalias de desenvolvimento e a perda de tecido associada a doenças neurodegenerativas.

A ressonância magnética funcional amplia o método através do rastreio de sinais dependentes do nível de oxigenação sanguínea que se alteram com a atividade neural. A combinação de imagens estruturais e funcionais transformou tanto o diagnóstico clínico como a neurociência cognitiva. A claustrofobia, a presença de determinados implantes metálicos e o custo e disponibilidade dos equipamentos de ressonância magnética representam ainda limitações práticas.

Quando é necessário obter detalhes anatómicos precisos dos tecidos moles sem o uso de raios X, a ressonância magnética é o método de eleição.