사람을 강력한 자장 속에 눕힌 후 수소원자핵(hydrogen nucleus=proton)만을 여기(excitation)시키는 고주파(radiofrequency)를 순간적으로 발사하면 잠시 후 여기되었던 수소원자핵이 이완(relaxation)되면서 흡수했던 고주파신호를 다시 방출하는데 이 신호를 컴퓨터가 계산해 영상을 얻는다. 이때 방출되는 신호의 크기는 각 조직이 함유하는 수소원자의 양과 각 조직 특유의 T1/T2이완시간에 따라 다르다. 따라서 MRI는 조직 사이의 T1이완 시간과 T2이완시간의 차이를 반영하는 T1강조영상과 T2강조영상을 통상적으로 얻는다