L'imagerie par résonance magnétique est caractérisée par un contraste spontané de bonne qualité entre tissu sain et tissu pathologique, un contraste vasculaire spontané et la possibilité de réaliser des coupes dans les trois plans de l'espace. C'est le contraste vasculaire spontané que l'on exploite pour la détection et le bilan d'extension des anévrismes et des dissections de l'aorte thoracique. L'imagerie par résonance magnétique peut être utilisée pour rechercher des embolies pulmonaires et des obstructions veineuses médiastinales. Elle s'affirme dans l'exploration des pathologies cardiaques. Chez les malades atteints de cancer bronchique, l'imagerie par résonance magnétique est plus fiable que le scanner pour évaluer l'extension à la paroi thoracique. L'imagerie par résonance magnétique est aussi précise que le scanner pour explorer les masses médiastinales. Enfin, l'imagerie par résonance magnétique peut être utilisée pour la pathologie diaphragmatique et pour caractériser des nodules pulmonaires solitaires.