اساس MRI مبتنی بر حرکت اسپینی هسته های اتم هیدورژن موجود در بدن است. این اسپین ها از اسپین های فردی پروتون ها و نوترون های درون هسته، ناشی می شود. با توجه با اینکه در اتم هیدورژن فقط یک پروتون وجود دارد، خود هسته یک اسپین خالص یا گشتاور زاویه ای دارد. این گشتاور زاویه ای را هسته های MR می نامند. با توجه به اینکه هسته هیدروژن دارای حرکت و بار مثبت است. پس طبق قانون القاء فارادی به طور خود به خود یک گشتاور مغناطیسی پیدا می کنند. و با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی خارجی مرتب می شوند. برخی هسته های اتم هیدروژن با میدان هم راستا می شوند، و تعدا د کمتری از هسته ها پاد موازی با میدان مغناطیسی هم راستا می شوند. تاثیر میدان مغناطیسی خارجی ایجاد یک نوسان اضافی برای هسته های هیدروژن حول خود میدان است که این حرکت را، حرکت تقدیمی می نامند. برای آنکه تشدید هسته های هیدروژن رخ دهد، یک پالس RF با همان فرکانس حرکت تقدیمی به کار می رود. اعمال پالس RF که سبب تشدید هسته ها می شود، را تحریک می نامند. در نتیجه این تشدید هسته های هیدروژن هم راستا با میدان مغناطیسی خارجی باقی نمی ماند. به زاویه ای که بین هسته های هیدروژن و میدان مغناطیسی خارجی ایجاد می شود، زاویه فلیپ FA می گویند. اگر این زاویه 90 درجه باشد بیشترین مقدار انرژی به کویل های گیرنده القاء می شود. طبق قانون القاء فاراده اگر یک کویل گیرنده در صفحه حرکت این میدان مغناطیسی قرار گیرد، ولتاز در کویل القاء می شود. وقتی میدان مغناطیسی عرض صفحه کویل را قطع کند، سیگنال MR تولید می شود. این سیگنال نقاط فضای k یا فوریه را تشکیل می دهد، با تبدیل فوریه گرفتن از این فضا تصویر نهایی بدست می آید. در واقع MRI روشی است که از خاصیت مغناطیسی بافتها استفاده کرده و تولید تصویر میکند. اصول پایه MRI بر این اساس است که هستههای بعضی از عناصر، وقتی در میدان مغناطیسی قوی قرار میگیرند، با نیروی مغناطیسی در یک راستا قرار میگیرند.قدرت سیگنالی که در MRI بوجود میآید به دو عامل دانسیته پروتونها و زمانهای استراحت T1 و T2 بستگی دارد. T1 مدت زمانی است که 63 ٪گشتاور مغناطیسی طولی یک پروتون پس از برانگیختگی، از راستای عمود بر میدان به راستای موازات میدان مغناطیسی باز میگردد. همچنین T2 مدت زمانیست که گشتاور مغناطیسی عرضی یک پروتون پس از برانگیختگی، به 3٧ ٪مقدار اولیه خود تنزل مییابد. اکثر فرایندهای پاتولوژیک، موجب افزایش زمان استراحتِ T1 و T2 یا همان time Relaxation آنها میشوند و لذا در مقایسه با بافتهای طبیعی اطراف، در تصاویر weighted-T1 سیگنال پایینتر )تیره رنگ تر( و در تصاویر wighted-T2 سیگنال باالتر )روشنتر یا سفیدتر( خواهند داشت. تصویربرداری در MRI به وسیله امواج الکترومغناطیسی انجام می شود که این امواج به وسیله ی آهنربا باید تولید شود. با این آهنربا در MRI مگنت گویند. مگنتها به روش های گوناگونی امواج الکترومغناطیسی تولید می کنند. انواع مگنت های MRI در فیزیک و امواج الکترومغناطیسی که تولید می کند با یکدیگر متفاوت هستند.