In termini di principi applicativi, la fNIRS viene molte volte comparata o considerata complementare alla risonanza magnetica funzionale ("functional Magnetic Resonance Imaging", fMRI), in quanto anch'essa rappresenta una tecnica non invasiva e capace di quantificare le capacità funzionali di un soggetto sulla base di variazioni dell'ossigenazione cerebrale a seguito di un'attività neurale. Tuttavia, la fNIRS permette di ottenere una misura diretta ed indipendente delle concentrazioni di emoglobina ossigenata e de-ossigenata seppur limitata ad un segnale confinato entro il cammino dei fotoni rispetto alle zone più superficiali della corteccia cerebrale, lo scalpo ed il tessuto cranico. Al contrario, la fMRI, la quale si basa a sua volta sul principio di accoppiamento neuro-vascolare, prende in considerazione le proprietà paramagnetiche e diamagnetiche di questi cromofori di interesse. A discapito quindi di una minore risoluzione spaziale, in quanto appunto limitata dalle singole distanze sorgente-detettore, la fNIRS presenta alcuni vantaggi rispetto alla fMRI. Fra questi vantaggi si riporta: