Teknikken er en spesiell anvendelse av konvensjonell MR-teknikk. Den baserer seg på å ta gjentatte og meget hurtige sekvenser av volumopptak. Siden BOLD-effekten bare utgjør en liten del (1-3 % av det totale MR-signalet), er man avhengig av å registrere mange opptak i sekvens under aktivert betingelse og ikkeaktivert kontrollbetingelse og anvende statistiske metoder for å beregne om den registrerte differansen mellom aktivert og ikke-aktivert tilstand er systematisk eller tilfeldig støy. På FMRI-bilder fremstilles gjerne styrken av denne statistiske endringen i aktivering med fargekoder. Siden fMRI-opptak gjøres i svært hurtig sekvens, er disse bildene mer lavoppløste enn de vanlige strukturelle eller anatomiske MR-bildene. For å få best mulig romlig oppløsning og hurtighet, benytter man helst MR-maskiner med sterke magnetfelt (typisk 1,5- 3 Tesla for humane studier). For å lokalisere fMRI-signalene i forhold til hjernens struktur, kombineres bildet av fMRI-oppaket gjerne med et vanlig, høyoppløst anatomisk MR-bilde.