Magnetic resonance imaging (MRI) is een methode om beelden te verkrijgen van het inwendige van voorwerpen, met name levende wezens zoals mensen en dieren. Er wordt geen gebruik gemaakt van ioniserende straling zoals röntgenstraling, maar van radiofrequente golven (RF) en intense magnetische velden om atomen in het te onderzoeken object te exciteren. Patronen in deze excitatie worden waargenomen op een scherm. MRI kan in real time, driedimensionale beelden geven van lichaamsorganen, spieren en gewrichten zonder invasieve chirurgie.
De MRI-procedure wordt door veel artsen als onmisbaar beschouwd, vooral voor de evaluatie van sportgerelateerde verwondingen en voor de diagnose van chronische ziektecondities. Om de weergave van een MRI goed te kunnen interpreteren, is de deskundigheid van een arts of radioloog vereist. De meeste leken beschikken niet over de medische kennis om een MRI goed te interpreteren. Een MRI kan kleine beschadigingen aan pezen, ligamenten en spieren aantonen. Een MRI-afbeelding van het hart en de omliggende slagaders kan vroegtijdig waarschuwen voor een opkomende hartziekte, en kan helpen bij het lokaliseren van kankertumoren.
Het verschijnsel magnetische resonantie werd in 1946 voor het eerst aangetoond door Felix Bloch en Edward Purcell. In de eerste twee decennia na de ontdekking werd het verschijnsel alleen gebruikt voor de analyse van levenloze materie. Pas in de jaren negentig werd MRI gebruikt om de menselijke hersenen in kaart te brengen. De wetenschap van MRI staat nog steeds in de kinderschoenen. Voorgestelde toekomstige toepassingen zijn onder meer de diagnose en behandeling van nog onbekende ziektebeelden en psychiatrische stoornissen. Zelfs gedragswijziging, leugendetectie en gedachtecontrole zijn besproken als mogelijke indirecte toepassingen van real-time MRI.
MRI wordt soms ook nucleaire magnetische resonantie-beeldvorming (NMRI) genoemd, omdat het gaat om de kernen van atomen. Omdat "nucleair" echter negatieve connotaties heeft, wordt dat adjectief meestal weggelaten.