간단히 말하면 인체의 각 세포에 포함된 수소원자핵, 즉 양성자의 자기성을 이용하는 것이다. 인체의 대부분이 물인 것처럼 세포의 7할에는 양성자가 포함되어 있다. 양성자는 팽이처럼 축을 갖고 회전하는 작은 막대자석에 비유될 수 있다. 보통 때 이 양성자의 회전축은 임의의 방향을 향하면서 지구처럼 자전하고 있는데, 외부자장의 영향으로 세차운동을 시작한다. 이때 세차운동과 동일한 주파수의 전자파를 가하면 핵자기공명이 일어나 양성자가 에너지를 흡수한다.
어느 정도나 강력한 자기장을 걸어주나?
정해진 범위가 있지만 대개는 FM방송과 같은 정도인 약 64메가헤르츠의 고주파 자기장이다. 그 다음에 그 고주파 자기장을 끊으면, 양성자는 자기가 흡수했던 에너지를 방출하면서 원래의 상태로 돌아간다.
그 때 양성자가 방출하는 에너지를 컴퓨터 처리하면 단층화상을 얻을 수 있다. 건강한 조직과 병으로 이상이 생긴 조직간에 양성자가 방출하는 에너지에 차이가 있을까? 그렇다.
팽이가 관성으로 운동하다가 얼마 안 있어 정지하듯 이 전자파를 끊으면 양성자가 내는 신호도 점점 감소한다.
그런데 병의 종류에 따라 그 감소하는 방식이 다르다. 컵에 들어 있는 물은 다른 물체에 속박되어 있지 않기 때문에 신호가 잘 감소하지 아니한다. 암세포는 물의 양이 다른 세포보다 많아서 신호가 잘 감소되지 않으므로 건강한 세포와 구별될 수 있는 것이다.
건강한 조직과 병으로 이상이 생긴 조직간에 양성자가 방출하는 에너지에 차이가 있을까?
이 전자파를 끊으면 양성자가 내는 신호도 점점 감소한다. 그런데 병의 종류에 따라 그 감소하는 방식이 다르다. 컵에 들어 있는 물은 다른 물체에 속박되어 있지 않기 때문에 신호가 잘 감소하지 아니한다. 암세포는 물의 양이 다른 세포보다 많아서 신호가 잘 감소되지 않으므로 건강한 세포와 구별될 수 있는 것이다.
*참고*
CT 와 MRI 의 차이점
쉽게 비교할 수 있는 CT와 MRI의 차이를 보면, MRI는 자석의 힘과 라디오 주파수를 이용하여 검사하고, CT는 X-ray와 컴퓨터를 이용한다. CT는 단면의 영상으로 진단하는 반면 MRI는 단면, 횡면, 사면 등 여러 면으로 검사가 가능하다. 방사선을 이용한 검사는 피폭의 우려가 있으나 MRI는 아직까지 유해성을 논할 수 없다고 본다. 뇌신경계통의 검사나 골반부, 근육골격계에서는 그 침윤 정도를 보다 더 세밀하게 볼 수 있다. 그러나 폐결절(폐의 검사), 소아기계(복부검사), 급성외상에 의한 출혈(특히 교통사고 직후 검사)은 CT가 MRI보다 진단적 가치가 높다. 그러나 48시간의 혈액 응고시간이 지난 후의 교통사고 환자는 MRI가 좋다. MRI 검사를 받을 수 없는 분도 있다. 예를 들면 심박동기를 가진 환자, 심판막술을 받은 환자, 철성분이 강한 금속을 지니신 분은 자장의 영향을 받을 수 있으므로 곤란하다. 또한 MRI 검사는 약 1시간이라는 많은 검사시간 때문에 협조가 안되는 환자나 어린이의 검사는 필히 진정제를 투입하여 잠을 자는 상태에서만 검사가 가능하며, 기계 자체가 CT보다 커서 밀실공포증 환자도 어려움이 있다.
1미터. 
