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Los usos neurológicos incluyen el diagnóstico de tumores cerebrales y de la médula espinal, enfermedades oculares, inflamación, infección e irregularidades vasculares que pueden provocar un accidente cerebrovascular. La resonancia magnética también puede detectar y monitorear trastornos degenerativos como la esclerosis múltiple y puede documentar lesiones cerebrales por trauma.

El equipo aloja un tubo hueco que está rodeado por un imán cilíndrico de gran tamaño. El paciente, que debe permanecer quieto durante la prueba, se acuesta en una mesa especial que se desliza dentro del tubo. Se le pedirá al paciente que se quite las joyas, los anteojos, los trabajos dentales extraíbles u otros elementos que puedan interferir con las imágenes magnéticas. El paciente debe usar una sudadera. Pantalones deportivos u otra ropa sin ojales o hebillas de metal. El equipo de resonancia magnética crea un campo magnético alrededor del cuerpo lo suficientemente fuerte como para realinear temporalmente las moléculas de agua en los tejidos. Luego, las ondas de radio pasan a través del cuerpo para detectar la «relajación» de las moléculas hasta una alineación aleatoria. Active una señal de resonancia en diferentes ángulos dentro del cuerpo. Una computadora procesa esta resonancia en una imagen tridimensional o en un «corte» bidimensional del tejido que se escanea, y diferencia entre huesos, tejidos blandos y espacios llenos de líquido por su contenido de agua y propiedades estructurales. Se puede usar un tinte de contraste para mejorar la visibilidad de ciertas áreas o tejidos. El paciente puede escuchar chirridos o golpes cuando el campo magnético se enciende y apaga. (Los pacientes pueden usar auriculares especiales para bloquear los sonidos). A diferencia de la tomografía computarizada, la resonancia magnética no usa radiación ionizante para producir imágenes. Dependiendo de la (s) parte (s) del cuerpo que se va a escanear, la resonancia magnética puede tardar hasta una hora en completarse. La prueba es indolora y sin riesgos, aunque las personas obesas o claustrofóbicas pueden encontrarla algo incómoda. (Algunos centros también utilizan máquinas de resonancia magnética abierta que no rodean completamente a la persona que se está examinando y son menos confinadas. Sin embargo, la resonancia magnética abierta actualmente no proporciona la misma calidad de imagen que la resonancia magnética estándar y es posible que algunas pruebas no estén disponibles con este equipo). Debido al campo magnético increíblemente fuerte generado por una resonancia magnética, los pacientes con dispositivos médicos implantados, como un marcapasos, deben evitar la prueba.

La resonancia magnética funcional (fMRI) utiliza las propiedades magnéticas de la sangre para producir imágenes en tiempo real del flujo sanguíneo a áreas particulares del cerebro. Una resonancia magnética funcional puede identificar áreas del cerebro que se activan. Tenga en cuenta cuánto tiempo permanecen activos. También puede indicar si la actividad cerebral dentro de una región se produce de forma simultánea o secuencial. Este proceso de obtención de imágenes se utiliza para evaluar el daño cerebral por traumatismo craneoencefálico o trastornos degenerativos como la enfermedad de Alzheimer y para identificar y controlar otros trastornos neurológicos, incluida la esclerosis múltiple, los accidentes cerebrovasculares y los tumores cerebrales.