核磁共振(nuclearmagneticresonance,NMR)原子核自发振荡与外界射频电磁波发生共振时，能最大吸收外部能量，随即又发射能量的现象。基本理论研究工作远在1952年就得了诺贝尔物理学奖，应用核磁共振波谱仪分析化学物质的组成成分，也有20多年的历史，但形成关于脑组织构像的核磁共振技术，应用于生物医学研究，则是20世纪80年代的事情。在强恒磁场中再加以射频磁变化，使某些物质的原子核受到激发，吸收能量，随后又发射能量。每种原子或离子的结构不同，受激发后出现共振的频率不同。如氢原子频率为42.59兆赫兹，钠原子频率仅为11.26兆赫兹。脑核磁共振构像仪器中，射频线图可以发出1兆赫~300兆赫的射频电磁波，足以激发脑内化学组成中主要原子核产生的核磁共振现象：一组恒磁线圈可引出一万高斯的强磁场，成为脑核磁共振的背景磁场。X、Y、乙三维方向各有一组梯度磁场，是检测脑核磁共振现象的主要部分。梯度磁场中的每一微小变化，都由计算机采集数据构成图像显示出来。计算机采集数据和分析图像的基本原理与CT和PFT机器完全相似。脑核磁共振成像技术中较为成熟的，是根据脑内氢原子分布的数据进行构像。在医学上，主要用于脑肿瘤和脑内血肿等占位性病变的诊断。 由于氢、氧原子在脑的各种功能变化和神经过程中有着复杂的动态变化，与心理活动有密切关系。在脑核磁共振构像技术的基础上，90年代发展为功能性脑核磁成像技术，成为活体动态脑功能研究的重要手段。参见“功能性磁共振成像”。