Studium chemických a biologických látek i živých organismů metodami nukleární magnetické rezonance (NMR) poskytuje cenné informace o jejich chemickém složení i struktuře, prostorovém rozložení i dynamice látkových procesů. Jde o metodu spektroskopickou (MRS) i zobrazovací (MRI). Většina dnešních informací o chemické struktuře složitých biomolekul je získávána právě metodami NMR spektroskopie. Mezi nejcennější vlastnosti MRI v biomedicíně patří schopnost rozlišení měkkých tkání, možnost mapovat koncentrace různých druhů jader, ale i mapování dalších veličin (relaxační časy, difuzní koeficienty), atd. V porovnání se zobrazováním metodami CT vyniká MRI také tím, že nezatěžuje živé tkáně škodlivým rentgenovým zářením. Fyzikální podstatou jevů NMR je interakce mezi radiofrekvenčním elektromagnetickým polem a rezonančními kmitočty jader atomů, které zejména velmi citlivě odrážejí "chemické prostředí". Aplikační rozmanitost NMR experimentů je mimořádná a rozvoj mnoha nových možností této metodiky není ani zdaleka ukončen.

Zobrazení hustoty vodíkových jader se obecně liší pro různé podmínky experimentu. Na zobrazení podélného řezu slepičím vejcem vidíme zobrazení hustoty vodíkových jader pro různé relaxační časy snímaných signálů. Bez porušení biologického objektu tak lze získat informace o rozmanitých dějích ve studovaném vzorku.