Les nouvelles techniques d'imagerie du parenchyme cérébral permettent une approche fonctionnelle et métabolique du cerveau et peuvent être utilisées en routine clinique à la suite ou en complément des séquences d'imagerie morphologique. Parmi ces nouvelles techniques, les séquences d'imagerie par résonance magnétique (IRM) sensibles à la diffusion apportent des informations sur le déplacement des molécules d'eau et permettent d'étudier l'organisation architecturale des faisceaux de myéline alors que l'imagerie fonctionnelle d'activation apporte des informations sur la localisation des zones corticales fonctionnelles. L'étude de la microvascularisation cérébrale par IRM ou scanner de perfusion est utile non seulement en pathologie vasculaire pour l'évaluation de la zone de pénombre ischémique mais également en pathologie tumorale pour apprécier le degré de l'activité tumorale. Enfin, la spectroscopie RM (SRM) analyse les perturbations du métabolisme cérébral rencontrées dans la plupart des maladies du système nerveux central et peut être considérée comme un marqueur diagnostique et pronostique de la maladie. Pour l'étude des vaisseaux, les nouvelles techniques IRM et scanner permettent d'éviter le recours à l'angiographie cérébrale dans de nombreuses indications et notamment pour l'évaluation des lésions sténo-occlusives athéroscléreuses. De nouvelles antennes de surface multicanaux peuvent être utilisées pour l'étude IRM en haute résolution de la plaque d'athérosclérose afin de détecter les plaques à haut risque d'événement ischémique ou plaques vulnérables. À l'étage intracrânien, les nouvelles séquences dynamiques en ARM permettent l'étude des malformations artérioveineuses cérébrales et évitent le recours systématique aux contrôles artériographiques après traitement. Enfin, une étude en haute résolution des artères intracrâniennes peut être réalisée en un temps très court grâce aux scanners multibarrettes de dernière génération dont le traitement d'images simple et rapide permet la détection des anévrismes intracrâniens avec une sensibilité et une spécificité élevées.