幾つかの原子では，高い周波数の強い磁界がかけられると，その磁界周波数に対して共鳴現象が起こる。どの周波数に対して共鳴するかは，原子の種類やその原子が他のどの原子と結合しているかにより異なってくる。したがって，その共鳴周波数を測定することにより，どのような原子がどのような状態にあるかが分かる。この原理を利用して，脳の構造を画像化することができる。