L'imagerie joue un rôle majeur dans la précision du diagnostic préopératoire des cancers du rectum, en particulier dans l'évaluation des indications de radiothérapie préopératoire, des possibilités de chirurgie conservatrice et du risque de récidive locale. L'échoendoscopie permet une bonne visualisation des différentes couches de la paroi et reste la méthode de référence pour l'évaluation de son envahissement tumoral (T). Cependant elle ne permet pas la visualisation du fascia du mésorectum et la détermination de la distance de la tumeur à ce fascia qui est actuellement considérée comme le facteur pronostique le plus important du risque de récidive locale. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) s'est donc imposée comme une technique d'imagerie complémentaire permettant une évaluation fiable de la marge de résection circonférentielle particulièrement utile dans l'évaluation des tumeurs classées T3 et T4, et pour l'évaluation du complexe sphinctérien pour les tumeurs du bas rectum. La surveillance postopératoire est réalisée par scanner ainsi que l'IRM et la tomographie par émission de positons (TEP) utilisant le 18F-fluorodéoxyglucose (18F-FDG) pour les cas d'interprétation difficile dus aux remaniements fibreux postradiques.