Tijdens een MRI worden waterstofatomen in het lichaam uitgelijnd met behulp van een sterk magnetisch veld. Deze uitlijning vindt plaats omdat waterstofatomen een magnetisch moment hebben als gevolg van het draaien van hun protonen. Wanneer ze in een magnetisch veld worden geplaatst, hebben deze magnetische momenten de neiging zich uit te lijnen met het veld, vergelijkbaar met hoe een kompasnaald zich uitlijnt met het magnetische veld van de aarde.

Het proces van het uitlijnen van waterstofatomen in een MRI wordt magnetisatie genoemd. Dit wordt bereikt door het aanleggen van een sterk en uniform magnetisch veld, doorgaans gegenereerd door een supergeleidende magneet. De sterkte van dit magnetische veld wordt gemeten in tesla (T). Hogere magnetische veldsterktes resulteren in een betere uitlijning van waterstofatomen en bijgevolg in MRI-beelden van hogere kwaliteit.

Zodra de waterstofatomen zijn uitgelijnd, kunnen ze worden gemanipuleerd met behulp van radiofrequente (RF) pulsen om de noodzakelijke signalen voor MRI te produceren. Deze RF-pulsen verstoren kortstondig de uitlijning van de waterstofatomen, waardoor ze "omdraaien" of hun spinoriëntatie veranderen. Wanneer de RF-pulsen worden uitgeschakeld, worden de waterstofatomen opnieuw uitgelijnd met het magnetische veld, waardoor energie vrijkomt in de vorm van radiogolven. Deze radiogolven worden door de MRI-scanner gedetecteerd en gebruikt om beelden te maken.

Door de timing en sterkte van het magnetische veld en de RF-pulsen nauwkeurig te regelen, kan MRI selectief de signalen van waterstofatomen in verschillende delen van het lichaam opwekken en detecteren. Deze informatie wordt vervolgens gebruikt om gedetailleerde dwarsdoorsnedebeelden te genereren die waardevolle inzichten bieden in de anatomie en fysiologie, wat helpt bij de diagnose en monitoring van verschillende medische aandoeningen.