fMRI dựa trên ý tưởng rằng máu mang oxy từ phổi hoạt động trong từ trường khác với máu đã giải phóng oxy cho các tế bào. Nói cách khác, máu giàu oxy và máu nghèo oxy có sự cộng hưởng từ khác nhau. FMRI thu nhận lưu lượng máu tăng này để xác định hoạt động lớn hơn. Việc đo lưu lượng máu, thể tích máu và sử dụng oxy được gọi là tín hiệu phụ thuộc vào mức oxy trong máu (BOLD). FMRI thu thập lưu lượng máu tăng này để xác định chính xác hơn hoạt động. Việc đo lưu lượng máu, thể tích máu và sử dụng oxy được gọi là tín hiệu phụ thuộc vào mức oxy trong máu (BOLD).