Chụp cộng hưởng từ (MRI) sử dụng từ trường mạnh và sóng radio để tạo ra hình ảnh chi tiết của não và các mô mềm khác. Phương pháp này không dựa vào bức xạ ion hóa.

Kỹ thuật này phát hiện sự biến đổi của các hạt nhân hydro trong phân tử nước khi chúng được đặt trong từ trường và bị tác động bởi các xung tần số vô tuyến. Các mô khác nhau trở lại trạng thái cân bằng với tốc độ khác nhau, tạo ra độ tương phản giúp làm lộ cấu trúc giải phẫu với độ phân giải không gian cao. Chụp cộng hưởng từ cấu trúc được sử dụng rộng rãi để phát hiện khối u, tổn thương, dị tật bẩm sinh và sự mất mô liên quan đến bệnh thoái hóa thần kinh.

Chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) mở rộng phương pháp bằng cách theo dõi các tín hiệu phụ thuộc vào mức độ oxy trong máu thay đổi theo hoạt động thần kinh. Sự kết hợp giữa hình ảnh cấu trúc và chức năng đã làm thay đổi cả chẩn đoán lâm sàng và khoa học thần kinh nhận thức. Chứng sợ không gian hẹp, sự hiện diện của một số thiết bị cấy ghép kim loại, cũng như chi phí và tính sẵn có của máy quét vẫn là những hạn chế thực tế.

Khi cần quan sát chi tiết cấu trúc giải phẫu của mô mềm mà không cần tia X, MRI là phương pháp được lựa chọn.