MRI具有良好的软组织对比，可以反映出人体组织间的物理、化学上的差异，但在显示病变的特异性上较差，常达不到定性诊断要求。因此开发了MRI对比剂，常用的是二乙三胺五乙酸钆(gadoinium diethyl triamine-pentaacetic acid，Gd-DTPA)，其为顺磁性物质，目前已广泛应用于临床。还有一些对比剂问世，如含Fe的超顺磁性物质，以Mn为基础的细胞内对比剂等。
(一)MR对比剂增强机制
MRI对比剂虽与X线检查用碘对比剂的应用目的相同，但作用机制和功能则完全不同。MRI对比剂本身不显示MR信号，只对邻近质子产生影响和效应，这种特性受到对比剂浓度、对比剂积聚处组织弛豫性、对比剂在组织内相对弛豫性及MR扫描序列参数等多种因素的影响，从而造成MR信号强度的改变。
在MRI成像中，质子所产生的MR信号及其弛豫时间T1和T2决定着不同组织在MRI图像上的对比，MRI对比剂与质子相互作用来影响T1和T2弛豫时间，一般是使T1和T2时间都缩短，但程度不同，二者中有一种为主。
某些金属离子如铁(Fe)、钆(Gd)、锰(Mn)具有顺磁性，其原子具有几个不成对的电子，弛豫时间长，有较大的磁矩。在磁共振过程中，这些顺磁性物质有利于在所激励的质子之间或由质子向周围环境传递能量时，使质子弛豫时间缩短。Gd-DTPA临床应用中主要利用其缩短T1效应。
铁磁性物质，如超顺磁性氧化铁含有不成对的电子，产生磁环境。置于外加强磁场时，相邻磁环境相互作用，造成磁场不均，加速共振质子去相位，使T2缩短，其缩短T1效应较弱。
(二)MR对比剂的种类及特点
根据对比剂在体内分布、磁特性、对组织T1或T2的主要影响和所产生MR信号强度的差异分类，目前有两种分类：
1．生物分布性 分细胞内、外对比剂两类。
细胞外对比剂：目前临床广泛应用的钆制剂属此类。它在体内非特异性分布，可在血管内与细胞外间隙自由通过。因此需掌握好时机，方可获得良好的组织强化对比。
细胞内对比剂：以体内某一组织或器官的一些细胞作为靶来分布，如网织内皮系统对比剂和肝细胞对比剂。此类对比剂注入静脉后，立即从血中廓清并与相关组织结合。其优点是使摄取对比剂组织和不摄取的组织之间产生对比。
2．磁特性 依磁特性分为顺磁性、超顺磁性和铁磁性三类。
顺磁性对比剂由顺磁性金属元素组成，如Gd、Mn。对比剂浓度低时，主要使Tz缩短并使信号增强；浓度高时，则组织T1缩短超过T2效应，使MR信号降低。常用其T1效应作为T1加权像中的阳性对比剂。
铁磁性及超顺磁性对比剂由氧化铁组成，为不同大小微晶金属粒子。二者均影响局部磁场均匀性且产生磁化率效应，使质子失相位加速，T2弛豫时间缩短。