電磁石は、垂直磁場で恒温制御を用いる永久磁石方式と水平磁場で永久電流を用いる超電導磁石が主流です。垂直磁場は水平磁場よりSNRが1.4倍高く得られますが、磁場強度を高くすると磁石が重く（0.7Tで41トン）なります。一方超電導磁石の強度は、コイルの巻き数と流す電流の強さに比例して強くなります。しかし、電流を大きくすると超電導状態を保てなくなるので、磁場強度の高い装置はコイルの巻き数が増えガントリが巨大になります。
核磁気共鳴現象（nuclear magnetic resonance:NMR）は、静磁場強度に対して核種に固有の磁気回転比磁場強度に比例したラジオ波（共鳴周波数）を与えることによって得られます。水素（1H）の磁気回転比は42.56MHz/Tなので、共鳴周波数は1.5Tでは63.84MHz、3.0Tでは127.73MHzとなります。超高磁場になると切の良い共鳴周波数が用いられ200MHzで4.7T、400MHzで9.4Tとなっています。
操作モードはIEC60691-2-33第3.2版(2017)では、通常操作モードは3Tまで、第一次水準管理操作モードは8Tまで、第二次水準管理操作モードは8T以上となっています。
