磁共振成像（MRI）是一種用于診斷成像的非侵入性技術。

MRI對于軟組織的成像特別有用。因此，MRI允許具有良好解剖學細節的大腦的高質量成像，并且對于許多類型的神經病癥，其提供比其他成像方式更高的靈敏度和特異性。MRI還使用造影劑和不同序列類型的組合提供了顯著的靈活性。

圖像分割是圖像分析的主要任務之一。在腦MRI分析中，圖像分割通常用于測量和可視化大腦的解剖結構; 分析大腦變化; 并劃定病理區域。 MRI的治療用途也存在于大腦中。例如，MRI引導的放射治療經常用于腦腫瘤。 MRI也用于神經外科計劃和神經介入放射學程序，盡管后者需要專門的非磁性設備。

MRI利用不同組織中包含的不同含量的氫原子。具體地，基于其自旋方向具有其自身磁場的氫原子與由MRI機器產生的強磁場對準。MRI機器隨后產生電磁脈沖，其頻率足以被氫原子吸收。這種吸收的脈沖使氫原子進入激發態，從而改變氫原子的自旋并使它們與磁場不對準。隨著時間的推移，氫原子返回到其原始的松弛狀態并再次與磁場對齊。這取決于它們所包含的組織，以不同的速率發生。在返回其松弛狀態時，氫原子也產生射頻脈沖，其被檢測并轉換成可用于診斷目的的圖像。

MRI中的組織對比可以基于以下內容：

水/脂肪/蛋白質含量

代謝化合物（如膽堿，肌酸，N-乙酰天冬氨酸，乳酸）

特定分子的磁性（如血紅蛋白）

質子密度

水的擴散

灌注（毛細血管血流）

散裝流量（大血管，腦脊液[CSF]）

更快速的采集和先進MRI序列的開發，如磁共振波譜（MRS），彌散張量成像（DTI），灌注成像，功能磁共振成像（fMRI）和磁敏度加權成像（SWI），以及使用更高的磁場強度，使MRI成為詳細評估發育中大腦的重要工具。