A mágneses rezonanciás (MR) diffúziós képalkotás minden modern MR-készüléken rendelkezésre áll. Láthatóvá teszi a vízmolekulák agyszövetben és intracranialis idegen szövetekben történő mozgását, információt nyújt az intra- és extracelluláris tér arányának változásáról, az idegen szövetek és folyadékok tulajdonságairól. Alapvető a jelentősége például az akut ischaemiás agyi történés diagnosztikájában és differenciáldiagnosztikájában, a gyulladásos agyi folyamatok diagnosztikájában és az intracranialis térfoglaló elváltozások differenciáldiagnosztikájában. A rövid mérési és feldolgozási idejű vizsgálati módszer csak a látszólagos diffúziós koefficiens (apparent diffusion coefficient - ADC) képekkel együtt teljes, és nélkülözhetetlen a mindennapi neuroradiológiai diagnosztikában. A diffúziós tenzor képalkotás és traktográfia a fehérállományi pályarendszerek megjelenítésére is alkalmasak. Hosszabb mérési és feldolgozási időt igényelnek és egyes technikai problémák még megoldásra várnak, de jelenlegi formájukban is segítséget nyújtanak például az intracranialis elváltozások műtéti tervezésében.