Da un punto di vista chimico il T1 di una sostanza è determinato dalla libertà di movimento delle molecole in essa contenute: T1 è elevato per acqua e fluidi acquosi fermi, a causa della scarsa interazione fra le molecole; è elevato anche per le strutture solide, nei quali i rigidi legami intermolecolari ostacolano un'efficiente interazione energetica; è breve per le soluzioni e i parenchimi, in relazione comunque alla quantità di acqua; è minimo per i tessuti adiposi. T1 permette quindi una brillante differenziazione dei tessuti a simile densità ma con contenuto fisico chimico diverso, presentando immagini ben contrastate.