Le principe de fonctionnement est basé sur les propriétés magnétiques des protons Hydrogène, qui composent majoritairement le corps humain (cf magnétisme nucléaire).

Aprés avoir installé le patient dans le tunnel de l'aimant, le but va être d'envoyer une onde de radiofréquence sur l'organe que l'on veut étudier.

Les protons hydrogènes vont absorber l'énergie de l'onde de radiofréquence ce qui va modifier leur composante magnétique (cf excitation).

A l'arrêt de cette onde de radiofréquence, les protons vont avoir tendance à libérer l'énergie absorbée, sous forme de signal électromagnétique (cf relaxation).

Ce signal électromagnétique va traverser une antenne et y induire un courant électrique. (cf induction électromagnétique)

Cette étape va être répétée plusieurs fois et les différents courants électriques enregistrés vont être traduits pour remplir une matrice de données.

Enfin, l'ordinateur transforme la matrice de données en image . (cf transformée de Fourier)