Die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) misst die Molekularbewegung des Wassers im Gewebe. Am häufigsten dient die DWI-Sequenz zur Diagnose des  akuten Schlaganfalles bei zeitlich unklarem Symptombeginn oder nicht eindeutigen neurologischen Beschwerden.
Die DWI findet  Einsatz  bei der Diagnose von Hirntumoren und zur Kontrolle einer Therapie oder ermöglicht eine Unterscheidung zwischen entzündlichen Hirnabszessen und zystischen Hirntumoren.