La maggior parte degli scanner fMRI consente allo sperimentatore di presentare immagini visive, suoni e stimoli tattili diversi e ai soggetti di compiere diverse azioni come la pressione di un pulsante o lo spostamento di un joystick. Di conseguenza, la risonanza magnetica può essere utilizzata per rivelare strutture e processi cerebrali associati a percezione, pensiero e azione. La risoluzione della fMRI è attualmente di circa 2-3 millimetri, limitata dalla diffusione spaziale della risposta emodinamica all'attività neurale. Ha ampiamente sostituito la PET per lo studio dei modelli di attivazione cerebrale. La PET, tuttavia, conserva il vantaggio significativo di essere in grado di identificare specifici recettori cerebrali (o trasportatori) associati a particolari neurotrasmettitori attraverso la sua capacità di visualizzare i "ligandi" dei recettori radiomarcati (i ligandi dei recettori sono sostanze chimiche che si attaccano ai recettori).