磁共振成像 (MRI) 是一種醫學成像技術，用于放射學以形成人體解剖學和生理過程的圖片。 MRI 掃描儀使用強磁場、磁場梯度和無線電波來生成體內器官的圖像。 MRI 不涉及 X 射線或使用電離輻射，這與 CT 和 PET 掃描不同。 MRI 是核磁共振 (NMR) 的一種醫學應用，也可用于其他 NMR 應用的成像，例如 NMR 光譜學。

MRI 在醫院和診所廣泛用于疾病的醫學診斷、分期和隨訪。 與 CT 相比，MRI 在軟組織圖像中提供更好的對比度，例如 在大腦或腹部。 然而，患者可能會覺得不太舒服，因為通常在長而封閉的管子中對受試者進行更長、更響亮的測量，盡管開放式 MRI 設計在很大程度上緩解了這一點。 此外，體內的植入物和其他不可移除的金屬可能會帶來風險，并可能使一些患者無法安全地接受 MRI 檢查。

MRI 最初稱為 NMRI（核磁共振成像），但為了避免負面關聯，核被刪除了。 某些原子核在外磁場中能夠吸收射頻能量； 由此產生的演變自旋極化可以在射頻線圈中感應出 RF 信號，從而被檢測到。 在臨床和研究 MRI 中，氫原子最常用于產生宏觀極化，該極化可由靠近被檢查對象的天線檢測到。 氫原子天然存在于人類和其他生物有機體中，尤其是在水和脂肪中。 出于這個原因，大多數 MRI 掃描基本上繪制了體內水和脂肪的位置。 無線電波脈沖激發核自旋能量躍遷，磁場梯度定位空間極化。 通過改變脈沖序列的參數，可以基于組織中氫原子的弛豫特性在組織之間產生不同的對比。

雖然 MRI 在診斷醫學和生物醫學研究中的應用最為突出，但它也可用于形成非生命體的圖像，例如木乃伊。 擴散 MRI 和功能 MRI 擴展了 MRI 的用途，除了詳細的空間圖像外，還可以分別捕獲神經系統中的神經元束和血流。 衛生系統內對 MRI 需求的持續增長導致了對成本效益和過度診斷的擔憂。

在大多數醫學應用中，組織中僅由一個質子組成的氫原子核會產生一個信號，該信號經過處理以根據特定區域中這些原子核的密度形成人體圖像。 鑒于質子會受到與其鍵合的其他原子的場的影響，因此有可能將特定化合物中的反應與氫分開。為了進行研究，該人被放置在 MRI 掃描儀內，該掃描儀在周圍形成強磁場 要成像的區域。 首先，來自振蕩磁場的能量以適當的共振頻率暫時施加到患者身上。 使用 X 和 Y 梯度線圈進行掃描會使患者的選定區域體驗到吸收能量所需的精確磁場。

原子被射頻 (RF) 脈沖激發，由此產生的信號由接收線圈測量。 可以處理 RF 信號以通過查看因使用梯度線圈改變局部磁場而引起的 RF 電平和相位的變化來推斷位置信息。 由于這些線圈在激勵和響應期間快速切換以執行移動線掃描，因此當繞組由于磁致伸縮而輕微移動時，它們會產生 MRI 掃描特有的重復噪聲。 不同組織之間的對比度取決于激發原子返回平衡狀態的速率。 可以給予患者外源性造影劑以使圖像更清晰。

MRI 掃描儀的主要組件是使樣品極化的主磁鐵、用于校正主磁場均勻性偏移的勻場線圈、用于定位待掃描區域的梯度系統和 RF 系統， 激發樣品并檢測產生的 NMR 信號。 整個系統由一臺或多臺計算機控制。

MRI 需要在整個掃描范圍內強而均勻的磁場，達到百萬分之幾。 磁鐵的磁場強度以特斯拉為單位進行測量——雖然大多數系統在 1.5 T 下運行。