Como se dijo en la sección Bases Físicas (1), todas las aplicaciones de resonancia magnética se basan en la manipulación de la magnetización neta (M) de un tejido biológico o de cualquier material apropiado. La manera más sencilla de producir tal manipulación es mediante la aplicación de un pulso de radiofrecuencia (RF), constituido por ondas electromagnéticas. Durante dicho pulso, los núcleos de los átomos absorben una porción de la energía de una frecuencia particular. Después del pulso, los núcleos re-emiten la energía a la misma frecuencia.

La frecuencia particular absorbida (w₀) es proporcional al campo magnético B₀. La ecuación que describe este proceso es la ecuación de Larmor.

Cuando un núcleo es irradiado con energía de la frecuencia correcta (w₀), cambiará desde la orientación de baja energía hacia la de alta energía. Al mismo tiempo, un núcleo del nivel de alta energía, será estimulado para entregar su energía y cambiar su orientación para ubicarse en la dirección de baja energía.

Es más útil discutir el efecto de resonancia examinando la absorción de energía sobre la magnetización neta, M, en vez de sobre un núcleo individual. Cuando se considera una gran cantidad de núcleos, como el contenido en un volumen de tejido, existe una cantidad significante de absorción y de re-emisión de energía durante la aplicación de un pulso de radiofrecuencia. Sin embargo, como hay más núcleos en el nivel bajo de energía, habrá una absorción neta de energía en el tejido.

La energía aplicada como un pulso de RF tiene una frecuencia central w0. El campo magnético de la onda electromagnética de RF, B1,  debe ser perpendicular a B0. De aquí se deduce que el pulso de RF debe ser coherente.   La absorción de la energía de RF por los núcleos causará que la magnetización M del tejido rote

desde su posición de equilibrio hasta quedar perpendicular a B₀ y B₁. Como M gira 90º desde la posición de equilibrio, el pulso de RF se denomina pulso de 90º.

Cuando finaliza el pulso de 90º, los núcleos comienzan inmediatamente a re-alinearse a la posición original de equilibrio, emitiendo energía a la frecuencia w₀ mientras realizan este proceso. Si se coloca una bobina conductora perpendicular al plano XY, los núcleos induciran un voltaje en el conductor. Ese voltaje decaerá con el tiempo a medida que los núcleos van entregando la energía absorbida, en un proceso conocido como relajación.

El voltaje inducido (la señal de resonancia magnética) se llama FID (Free Induction Decay). La señal FID (ver siguiente gráfica), análoga por naturaleza, es medida con un conversor analógico-digital, para producir una versión digital de la señal para su almacenamiento y post-procesado.

Si todos los núcleos experimentaran el mismo campo magnético B0, entonces sólo habría una frecuencia en la señal FID. En realidad, el campo magnético variará en los distintos puntos del tejido, y así el pulso de RF será seguido por muchas señales de RF a distintas frecuencias. Estas señales estarán superimpuestas en el dominio temporal. Por ello, es más sencillo examinar la

señal FID en términos de frecuencia en vez de tiempo. La conversión del dominio temporal al dominio frecuencial se realiza utilizando el algoritmo de la Transformada Rápida de Fourier (FFT).

Esta transformación produce una desventaja. El uso de la Transformada de Fourier impide la posibilidad de relacionar directamente las intensidades con el número de núcleos. Sin embargo, la intensidad de la señal a una dada frecuencia puede ser comparada con otra intensidad a otra frecuencia, dentro de la misma medición.

En el dominio frecuencial sólo se pueden comparar intensidades de señal relativas.

La molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno, mientras que la grasa posee varios átomos de hidrógeno unidos a largas cadenas de carbono. Debido a la diferencia de entornos moleculares, un protón del agua está sometido a un campo magnético local distinto al de un protón del tejido graso. Esta diferencia local produce distintas frecuencias de resonancia para los protones del agua y de la grasa.

La diferencia en las frecuencias de resonancia es la base para el reconocimiento de las distintas moléculas que componen los tejidos. Esta es la base de la resonancia magnética y puede utilizarse tanto para análisis químicos de muestras como para realizar mapeos moleculares del cuerpo humano. Pero para esto último, es necesario aplicar algunos artificios para reconocer de qué parte del cuerpo provienen las señales que se detectan en un momento dado. Es decir, falta una localización espacial de las señales de resonancia magnética. Estos aspectos se detallan en la sección Principios de MRI.