Najczęściej wykorzystywany jest  do oceny mózgowia, rdzenia kręgowego, tkanek miękkich oraz narządów.

Rezonans magnetyczny pozwala na szczegółowe zobrazowanie tkanki mózgowej z podziałem na istotę szarą i białą, także uwidacznia struktury położone głębiej, takie jak komory oraz wewnątrzczaszkowe odcinki nerwów. Badanie to jest szczególnie przydatne w ocenie stopnia mielinizacji włókien nerwowych, co ma istotne znaczenie w diagnostyce chorób demielinizacyjnych.

W badaniu MR możliwe jest uwidocznienie  układu naczyniowego, a w szczególności większych wewnątrzczaszkowych tętnic i żył.

Wykonanie badania MR wskazane jest zawsze w przypadku wątpliwości diagnostycznych przeprowadzonych metodą tomografii komputerowej.

Lekarz zleca badania MR głowy głównie w celu diagnostyki zmian rozrostowych w obrębie mózgowia i opon, zaburzeń rozwojowych i metabolicznych, w razie podejrzenia przerzutów nowotworowych do mózgu, a także w celu wykrycia udaru niedokrwiennego mózgu.

Inne przypadki w których ocena mózgowia za pomocą rezonansu magnetycznego daje równie bardzo dobre efekty to:

• różnicowanie pomiędzy obrzękiem, a guzem,
• podejrzenie konfliktu naczyniowo-nerwowego,
• anomalie rozwojowe układu naczyniowego,
• zespoły otępienne, zmiany wsteczne ośrodkowego układu nerwowego,
• zaburzenia mielinizacji wieku rozwojowego,
• poszerzenie diagnostyki po wcześniejszym badaniu tomografem komputerowym.