La risonanza magnetica con spettroscopia (MRS) è una tecnica di imaging funzionale che fornisce informazioni sulla composizione biochimica dei tessuti cerebrali, complementari alle immagini morfologiche della RM convenzionale. La spettroscopia acquisisce lo spettro dei metaboliti presenti in un volume di interesse (voxel singolo o multivoxel) posizionato dal medico sulla lesione o sulla regione cerebrale da studiare. I principali metaboliti misurati sono: N-acetilaspartato (NAA, marker di integrità neuronale, ridotto nei tumori e nelle patologie neurodegenerative), colina (Cho, marker del turnover delle membrane cellulari, aumentata nei tumori per la proliferazione cellulare), creatina (Cr, marker del metabolismo energetico, relativamente stabile, usata come riferimento interno), lattato (marker di metabolismo anaerobio, presente nei tumori ad alto grado, negli ascessi e nell'ischemia), lipidi (presenti nella necrosi tumorale) e mioinositolo (marker gliale). I rapporti tra metaboliti (Cho/NAA, Cho/Cr) consentono la diagnosi differenziale tra tumori di alto e basso grado, recidiva tumorale e radionecrosi, e la caratterizzazione di ascessi cerebrali.