Manyetik rezonans görüntüleme (MRI), beynin ve diğer yumuşak dokuların ayrıntılı görüntülerini elde etmek için güçlü manyetik alanlar ve radyo dalgaları kullanır. İyonlaştırıcı radyasyona dayanmaz.

Bu teknik, su moleküllerindeki hidrojen çekirdeklerinin manyetik alana yerleştirildiğinde ve radyo frekanslı darbelerle bozulduğunda gösterdikleri davranışı tespit eder. Farklı dokular farklı hızlarda dengeye döner ve bu da yüksek uzamsal çözünürlükle anatomik yapıyı ortaya çıkaran bir kontrast oluşturur. Yapısal MRI, tümörleri, lezyonları, gelişimsel anormallikleri ve nörodejeneratif hastalıklarla ilişkili doku kaybını tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), sinirsel aktiviteyle değişen kan oksijen seviyesine bağlı sinyalleri izleyerek yöntemi genişletir. Yapısal ve fonksiyonel görüntülemenin birleşimi hem klinik tanıyı hem de bilişsel sinirbilimi dönüştürmüştür. Klostrofobi, bazı metal implantların varlığı ve tarayıcıların maliyeti ve bulunabilirliği pratik sınırlamalar olarak kalmaktadır.

Yumuşak dokuların ince anatomik detaylarının röntgen kullanılmadan incelenmesi gerektiğinde, MR en uygun yöntemdir.