Die MR-Spektroskopie (MRS) weist charakteristische Hirnstoffwechselprodukte (Metabolite) nach, die je nach Erkrankung vermehrt oder reduziert zur Abbildung kommen. Es können aber auch Metabolite nachgewiesen werden, die im gesunden Gehirn nicht vorkommen und nur bei bestimmten Erkrankungen nachzuweisen sind.

Die MR-Spektroskopie kommt z.B. bei der Abklärung von Stoffwechselerkrankungen bei Kindern, zur Bösartigkeitseinteilung oder Unterscheidung von Hirntumoren oder zur Identifizierung von Epilepsie relevanten Hirnarealen vor epilepsiechirurgischen Eingriffen zum Einsatz.