Magnetická rezonance je metodou volby v případě strukturálního zobrazení mozku a míchy. Má vyšší rozlišovací schopnost než CT a dovede především dobře rozlišit šedou a bílou hmotu. MRI mozku se využívá především v neurologii při zobrazování nádorů, atrofií či poruch bílé hmoty, dále v psychiatrii k vyloučení organické příčiny.
Rozlišujeme 2 základní způsoby zobrazení T1 vážený obraz a T2 vážený obraz.
V T1 váženém zobrazení má šedá hmota barvu tmavě šedou, bílá hmota je světlejší. Mozkomíšní mok v komorách, stejně jako případná krev má barvu černou.
V T2 váženém obraze jsou tekutiny bílé, bílá hmota je tmavá a šedá je oproti ní světlejší.