Badanie takie jest możliwe dzięki obecności w ludzkim ciele atomów wodoru. Występują w wodzie, a tej nie brakuje w naszych tkankach miękkich. Atomy wodoru są jakby miniaturowymi magnesami - mają biegun północny i południowy. Podczas obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI) pacjent zostaje namagnesowany. W rezultacie atomy wodoru ustawiają się w jednym kierunku, jednocześnie wirując i "chybocząc się" wokół własnej osi. Częstotliwość takiego chybotania atomów zależy od natężenia pola magnetycznego. Do tej częstotliwości dostraja się fale radiowe, które następnie są wysyłane do tkanek pacjenta. Cząsteczki rezonują. Po chwili powracają do pierwotnego uporządkowania. Jednocześnie wysyłają sygnał radiowy, którego częstotliwości są charakterystyczne dla pola o określonym natężeniu, przypisanym odpowiedniemu fragmentowi ciała. Komputer przetwarza dane sporządzając mapę atomów wodoru. I tak na przykład największe zagęszczenie atomów występuje w płynach ustrojowych, następnie w tkankach miękkich, chrząstkach i błonach. Taki obraz ciała pacjenta ułatwia lekarzowi postawienie diagnozy. Obrazowanie MRI najczęściej wykorzystywane jest do badań mózgu. Poza ogólnym jego obrazem pozwala precyzyjnie zmierzyć poszczególne części organu.