Le sequenze al tensore di diffusione consentono di creare delle mappe del "coefficiente di diffusione" (ADC) che mostrano quanto la diffusione delle molecole di acqua nei tessuti sia omogenea dal punto di vista direzionale. I tessuti neoplastici sono di solito "isotropi" in quanto costituiti da un gran numero di cellule che racchiudono le molecole di acqua limitandone la libertà di movimento in egual modo in tutte le direzioni, cosa che invece non avviene nel parenchima sano ove le molecole di acqua tendono ad avere una diffusione in una direzione precisa per via della microstruttura ordinata del tessuto sano (che è quindi "anisotropo"). Tali sequenze consentono sia di creare mappe del coefficiente ADC sia di visualizzare voxel per voxel un vettore che indica la direzione di movimento preferenziale delle molecole d'acqua localmente (quest'ultima metodica è detta "trattografia" o "fiber tracking").