关闭射频脉冲后，在主磁场的作用下质子释放能量，从高能状态恢复到低能状态，纵向磁化矢量逐渐增大并恢复到激发前的状态，即平衡状态，这一过程称为纵向弛豫。
纵向磁化由零恢复到原来数值的63％时所需的时间称为纵向弛豫时间，简称T1。关闭射频脉冲后质子不再处于同步、同相位状态，指向同一方向的质子散开，导致横向磁化矢量从最大衰减衰减到零，此过程称为横向驰豫。
横向磁化由最大衰减到原来值的37%所需的时间称为横向驰豫时间，简称T2。T1和T2反映的是物质的特性而不是绝对值，常用T1值来描述组织纵向弛豫的快慢，常用T2值来描述组织横向弛豫的快慢。