Comme son nom l'indique, le système est basé sur la résonnance magnétique.
Les phénomènes de résonnance sont bien connus, il suffit de rappeler l'anecdote de la cantatrice qui fait briser une coupe de champagne par un contre-ut bien modulé. Le cristal de la coupe entre en résonnance sur la fréquence de la voix, elle oscille sur la même fréquence et l'amplitude de l'oscillation s'accroît jusqu'à la rupture du cristal.
Mais c'est avec les oscillations des protons de l'eau et des matières grasses contenus dans l'organe que l'IRM va décrire l'ojet examiné.
Le sujet est placé dans un champ magnétique (analogue à celui existant autour d'un simple aimant) et dans un champ électrique (comme celui observé à côté d'une ligne à haute tension). La variation programmée de ces deux champs fait entrer en résonnance les protons dont on enregistre les raies de résonnance.
Après les calculs réalisés par ordinateur, et pour chaque impulsion de radiofréquence dont l'orientation du champ est modifiée, on obtient une description en deux dimensions de l'organe examiné dont la précision est de l'ordre du millimètre.