磁共振成像在医学诊断中有广泛的应用，据估计全世界有超过25000台扫描仪在使用。在许多专科领域中，磁共振成像会影响诊断和治疗方案，但对改善健康结果的影响尚不确定。
磁共振成像是研究直肠癌和前列腺癌术前分期的一种手段，并在其他肿瘤的诊断、分期和随访中发挥一定作用。
神经影像
与CT相比，磁共振是研究神经系统癌症更好的工具，因为它能更好地显示包含脑干和小脑在内的后颅窝区域。灰质和脑白质之间的对比度使磁共振成像成为研究中枢神经系统许多疾病的最佳选择，包括脱髓鞘病、痴呆、脑血管疾病、传染疾病、阿尔次海默病和癫痫。由于许多图像拍摄间隔为毫秒，它能显示大脑对不同刺激的反应，使研究人员能够同时研究心理疾病中大脑功能和结构的异常。磁共振成像也用于指导 立体定向和放射外科手术，使用被称为 N-定位器的装置来辅助治疗颅内肿瘤、动静脉畸形和其他可手术治疗的疾病。
心血管
心脏磁共振成像是对其他成像技术的补充，如超声心动图、心脏CT 和核医学。其应用包括评估心肌缺血和存活能力、心肌疾病、心肌炎、铁超载、血管疾病和先天性心脏病。
肌骨骼
在肌肉骨骼系统中的应用包括脊柱成像、关节疾病评估和软组织肿瘤。
肝脏和胃肠道
肝胆磁共振用于检测和表征肝脏、胰腺和胆管的病变。肝脏的局灶性或弥漫性疾病可以使用扩散加权、反相位成像和动态对比度增强序列来评估。细胞外源造影剂广泛用于肝脏磁共振成像，新的肝胆造影剂也提供了功能性胆成像的机会。胆管的解剖成像是通过磁共振胰胆管成像(MRCP)中使用重T2加权序列实现的。胰腺的功能成像是在给予分泌素后进行。磁共振肠动描记法提供了炎症肠病和小肠肿瘤的非侵入性评估。磁共振结肠成像可能在检测那些“有结肠直肠癌风险增加的”患者的大息肉中发挥作用。
血管造影术
磁共振血管造影术 (MRA)用生成动脉图像来评估它们的狭窄(异常收窄)或动脉瘤(血管壁扩张，有破裂风险)。磁共振血管造影术通常用于评估颈部和大脑的动脉、胸部和腹部的主动脉、以及肾和腿部动脉(称为“径流”)。血管造影术可以使用多种技术来生成图像，例如施用顺磁性造影剂(钆)，或使用称为“流动相关增强”的技术(例如，2D和3D时间飞跃法)，其图像上的大多数信号是来自于最近移动到该平面的血液(另见:快速小角度激发成像 )。
涉及相位累积的技术(称为相位对比血管造影术)也可用于轻松准确地生成流速图。磁共振静脉造影(MRV)是一种用于静脉成像的、类似的方法。在这种方法中，受检测组织处于低于受激的位置，而信号收集则在紧靠激发平面上方的平面中——从而对最近从激发平面移动过来的静脉血进行成像。
对解剖结构或血流进行磁共振成像时不需要造影剂，因为组织或血液的不同性质提供了天然对比度。然而，对于更具体类型的成像，外源性造影剂则需要通过静脉内、口服、或关节内给药。最常用的静脉造影剂是基于钆的螯合物。总的来说，事实证明，这些制剂比x光照相术或CT中使用的碘造影剂更安全，过敏样反应十分少见，发生率大约为0.03–0.1%。尤其引人注意的是，与常规剂量的碘化试剂相比，磁共振造影剂的肾毒性的发生率更低——这使得造影增强磁共振成像扫描成为肾功能损害患者的一种选择（在这些患者无法进行造影增强CT 时）。虽然钆剂已被证明对肾功能损害患者是可用，但在需要透析的严重肾衰竭患者中，仍存在罕见但严重的疾病风险，肾发生的系统性纤维化可能与某些含钆剂的使用有关。关联性最高的是钆双胺，但其他造影剂也有相关性。虽然因果关系尚未明确，但目前美国的指导方针是，透析患者只应在必要时接受钆剂，透析应在扫描后尽快进行，以迅速地从体内清除钆剂。
在欧洲，含钆剂越来越多，并根据潜在风险对制剂进行了分类。最近，一种名为“ gadoxetate ”的新造影剂(商标名为Eovist(美国)或Primovist(欧盟))被批准用于诊断用途：这种造影剂理论上具有双重排泄路径的优势。
一个磁共振成像序列是一组射频脉冲和梯度的特定设置，产生特定的图像画面。 加权也可以被描述为磁共振成像序列。
总览表
此表不包括 罕见和实验用序列.
磁共振波谱学
磁共振光谱 (MRS)是用于测量身体组织中不同代谢物水平的。磁共振信号产生对应于受“激发”同位素的不同分子排列的共振光谱。该信号用于诊断某些代谢紊乱，尤其是影响大脑的代谢紊乱，并提供关于肿瘤代谢的信息。
磁共振光谱成像(MRSI)结合了光谱和成像的方法，从样本或患者体内产生空间定位光谱。它的空间分辨率要低得多(受到可用信噪比( SNR )的限制)，但每个体素中的光谱包含许多代谢物的信息。由于可用的信号被用于编码空间和频谱信息，MRSI要求的高信噪比只有在较高场强(3 T及以上)时才能实现。由于它的高获取和维护成本（极高场下强磁共振成像），限制了它的普及程度。然而，最近基于压缩传感的软件算法(例如， SAMV )已经被提出来实现超分辨率，而不需要如此高的场强。
实时磁共振成像
实时磁共振成像指的是对运动物体(如心脏)的实时连续成像。自21世纪初以来，实时磁共振成像发展出了许多不同的策略，其中的一个是基于径向快速小角度激发磁共振成像和迭代重建。它能实现20-30毫秒的时间分辨率（对于平面内1.5–2.0毫米的图像分辨率）。对于血池和心肌之间的图像，平衡稳态自由进动成像比快速小角度激发磁共振成像具有更好的对比度，但当磁场（B0）不均匀性比较高时，会产生严重的带状伪影。对于心脏和关节疾病，实时磁共振成像可能提供重要信息，并且在许多情况下可能会使磁共振成像检查对患者来说更容易和舒适，特别是对于不能屏住呼吸或患有心律失常的患者。
介入性磁共振成像
由于对患者和操作者没有有害影响，使得磁共振成像非常适合于介入性放射学，磁共振成像扫描仪产生的图像用于指导微创手术，这种手术中不能使用铁磁仪器。
介入磁共振成像的一个特殊的不断增长的分支为术中磁共振成像，其中核磁共振成像被用于外科手术过程中。一些专门的磁共振成像系统允许成像与外科手术同时进行。更典型的是，外科手术暂时中断，以便磁共振成像可以评估手术的成功与否或指导后续的外科工作。
磁共振引导聚焦超声术
在引导疗法中，由磁共振热成像控制的高强度聚焦超声(HIFU)束聚焦在组织上。由于焦点处的高能量，高温（上升到65摄氏度/150华氏度以上）完全破坏了组织，该技术可以实现病变组织的精确消融。磁共振成像不仅提供了目标组织的三维视图，使得超声能量能够精确聚焦，还提供了治疗区域的定量、实时的热图像，这使得医生能确保超声能量的每个循环期间产生的温度足以引起目标组织的热消融，如果温度没达到，则能随时调整参数以确保疗效。
多核成像
在磁共振成像中, 氢核具有最频繁的成像频率，因为它大量的存在于生物组织中，并且它的高旋磁比能发出了强信号。然而，任何具有净核自旋的核都可以用来核磁共振成像。这些核包括氦 -3、锂 -7、碳 -13、氟 -19、氧-17 、钠 -23、磷 -31和氙-129 。在人体内天然地富含Na-23和磷-31，因此可以直接成像。气态同位素，如氦-3或氙-129则必须先超极化，然后吸入（因为它们的核密度太低，在正常条件下不能产生有用的信号）。氧-17和氟-19则能够以液体形式给以足够的量(例如氧-17水）而不必超极化。使用氦或氙的优点是降低了背景噪声，从而提高了图像本身的对比度，因为这些元素通常不存在于生物组织中。
此外，任何具有净核自旋并与氢原子结合的原子核都可能通过异核磁化传递磁共振（heteronuclear magnetization transfer MRI）来成像，该成像将对高旋磁比氢核而不是与氢原子结合的低旋磁比核进行成像。原则上，异核磁化传递磁共振成像可以用来检测特定化学键的存在与否。
多核成像目前主要是一种还在研究的技术。然而，潜在的应用包括功能成像和器官成像（如应用在氢核磁共振成像效果较差的肺和骨骼)，或作为替代造影剂。吸入超极化氦-3可以用来描绘肺部空气空间的分布。包含碳-13可注射溶液或超极化的稳定气泡氙-129已被研究作为血管造影和灌注成像的造影剂。磷-31可能提供关于骨密度和结构的信息，以及大脑的功能成像。多核成像还具有绘制锂元素在人脑中分布的可能性，这种元素被认为是双相情感障碍患者的重要药物。
磁共振分子成像
磁共振成像具有很高的空间分辨率，非常擅长形态成像和功能成像，然而磁共振成像还有几个缺点。首先，磁共振成像的灵敏度约为10-3到10-5摩尔/升，与其他类型的成像相比，这个范围是非常有限的，这个问题是由于室温下核自旋态之间的总体差异非常小。例如，在1.5特斯拉这样的临床MRI的典型场强下，高能态和低能态之间的差异约为每200万个分子中有9个。提高磁共振灵敏度的改进包括增加磁场强度，以及通过光泵超极化或动态核极化，还有多种基于化学交换的信号放大方案可以提高灵敏度。
为了实现疾病生物标志物的分子成像，需要用到具有高特异性和高弛豫性(灵敏度)的靶向磁共振造影剂。迄今为止，许多的研究致力于开发靶向磁共振成像造影剂来实现磁共振分子成像。通常，肽、抗体、小配体、以及小蛋白质结构域，如HER-2（生长因子受体）结合体，已被应用于实现靶向性。为了提高造影剂的灵敏度，这些靶向基团通常与具有高负载或高弛豫性的磁共振造影剂相连。一类新兴的靶向磁共振造影剂是基因靶向的，它能够显示特定的信使核糖核酸（mRNA）和基因转录因子蛋白的基因行为。这种新的造影剂可以追踪具有独特信使核糖核酸、微核糖核酸、和病毒的细胞；成像组织对脑中的炎症起反应。磁共振报告显示，基因表达的变化与探针法分析、光学和电子显微镜检测呈正相关。
