Dióhéjban
Az MRI-vizsgálat során az alanyt nagy homogén külső mágnesestérbe() helyezik. A hidrogén atommagok mágneses momentuma részben rendeződik ebben a térben, a paciens "felmágneseződik", saját eredő mágnesezettsége lesz. (Ez a mágnesezettség igen kicsi!) Megfelelő frekvenciájú rádióhullámokkal a mágnesezettség gerjeszthető, azaz elforgatható az őt létrehozó
tér irányából. Az elforgatott mágnesezettség precesszálni fog a külső térben, és így váltakozó mágneses mezőt hoz létre. Az alany körül elhelyezett tekercsekben ez a váltakozó tér feszültséget indukál, és így megmérhető.
A homogén tér nagyságát gradiens tekercsekkel helyfüggővé téve, a precesszió frekvenciája és a momentumok fázisa is helyfüggő, miáltal a minta térfogatelemei elkülöníthetőek.
A mágnesezettség viselkedése a különböző szövetekben különböző. A leggyakrabban vizsgált paraméterek a spin rendszert a környezet termikus mozgásaival összekapcsoló spin–rács relaxáció időállandója ( ), illetve a spinek egymás közti kölcsönhatását jellemző időállandó (
).