核磁共振是20世纪80年代出现的一种新的诊断影像技术。这里说的“核”是指原子核的核。目前我们检查的是人体里的氢核。“磁”指的是一种大的磁场。简单地说，就是把人放到一个大的磁场里边，收集磁场里边人体的氢核发出的核磁信号。然后把信号换成数字，再转换成图像，供医务人员做诊断分析。
1930年，美国物理学家伊西多·拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。
1946年，美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。为此他们两人获得了1950年度诺贝尔物理学奖。
人们在发现核磁共振现象之后很快就产生了实际用途。医学家们发现，水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体内部结构。在这一理论基础上，1969年，纽约州立大学南部医学中心的医学博士达马迪安通过测核磁共振，成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来。在达马迪安新技术的启发下，纽约州立大学石溪分校的物理学家劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术，并且使用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊地内部结构图像。此后，核磁共振成像技术日趋成熟，应用范围日益广泛，成为一项常规的医学检测手段。2003年，劳特伯尔因他在核磁共振成像技术方面的贡献获得了诺贝尔生理学或医学奖。
目前临床用于人体显像的系统是由病人可卧的一块磁铁、一组射频线圈以及探测共振吸收部位和吸收强度的探测仪组成。探测仪输出的信息由计算机加工成三维图像。所以，病人可在无任何伤害下完成一系列的检查。医生不仅能得到解剖形态的信息，而且能得到内脏功能状态的化学成分的信息，这是因为它能逐点显示人体组织结构包括氢原子在内的任何原子的磁共振波谱，由此，医生能更准确的判断病人的疾病。
核磁共振主要对中枢神经系统，比如说脑子里的病和脊髓里的病进行检查。比如脑子里长瘤，发生脑出血、脑梗塞、脊髓病变等，都可以用这种仪器来检查。
核磁共振对心脏病也可以观察。过去观察心脏，要插一个管子到心脏或是大的血管里面去，还要打上一些造影剂，由于有一定的危险，病人担心心脏受损，所以许多病人不大容易接受，而用核磁共振，不需要插管、打造影剂，就能直接把心脏先天或后天的病检查出来。
核磁共振对于实质性脏器进行扫描，也可以清楚地观察出它们的病变来。倘若关节等部位有病，也能用核磁共振技术来检查。用X 射线检查只能观察到骨头的病变，对关节腔韧带、软骨盘等部位的病变就观察不到，用核磁共振就可以观察得比较清楚。
由于核磁共振技术的研究与探索原子核的自旋规律有关，所以对于测定人体原子组成与揭示人体生命现象密切相关，核磁共振技术有望成为探索生命过程新的研究手段，对生命本质做出更新的解释。