A koponya vizsgálatában elsőrendű szerepe van az MR-nek. Az agy elváltozásainak többsége semmilyen más módon nem állapítható meg. Az agy eredetű ideggyógyászati megbetegedések és az agydaganatok kivizsgálásának legérzékenyebb módszere, de a koponya különböző eltérései, a szemüreg, a belsőfül, az orrmelléküregek, az agyalapi mirigy megbetegedései is pontosan vizsgálhatók MR-rel.