MRI与MRS是相结合的检查，主要用于脑部和心脏疾病的早期诊断，治疗监测等的深入研究。近期应用范围在不断扩大，先后有不少关于应用肝、肾、骨骼、骨髓、肌肉、代谢性疾病、爱滋病性脑病等疾病的活体MRS研究报告。这些检查是通过对“感兴趣区的”1H、31P、23Na、13C、19F等的MR频谱扫描所示，在代谢过程中有关各原子的中间代谢产物（metabolites）的有关频谱学参数，例如，波形，波峰值（浓度），化学位移量，T1，T2时时间等的变化的测量和分析，提供诊断信息。进行脑部的MRS检查时，可观察到含有胆减（choline，cho）的化合物，以及肌酐（creatine，Cr）、乳酸盐（lactate）`N－乙酰天科酸盐（N-acetylaspartate，NAA）等脑组织新陈代谢中间产物。其中胆碱含于细胞膜脂内，细胞生长活跃时，可见胆碱升高；NAA反映脑神经元细胞的完整性。脑肿瘤时，见胆碱增高，而NAA降低，表现比例失调，乳酸或乳酸盐成分增多时乏氧代谢的表现。肝性脑病时，MRS.检查可出现谷氨酰胺、胆碱、肌酐，等降低；脑卒中病人MRS检查如显示NAA，磷酸肌酐，以及乳酸盐下降，表示病程恢复缓慢。MRS检查，还可给脑瘤病人放或化疗后，提供脑细胞存活，细胞血供，以及肿瘤细胞坏死等过程的定量监测。磷炭的MRS检查，对于揭示人体的能量代谢，碳水化合物的分解与合成，糖的酵解过程等，都能提供十分宝贵的信息。近期国内外学者对原发性癫痫病人，用MRI和MRS进行外科手术前的定性与定位检查，获得了行之有效和可靠的效果；对老年性痴呆症（alzheimerdementia）诊断的MRS研究，也取得了很好的进展。