磁共振是早期发现多发性硬化病灶，诊断多发性硬化最重要的辅助检查手段之一。重复的磁共振扫描可以帮助寻找多发性硬化时间和空间多发的证据。多发性硬化在磁共振上的表现为双侧脑室旁，皮层及皮层下、脑桥、桥臂、延髓、小脑等多发的圆形或卵圆形的病灶。可以看到在磁共振上侧脑室旁的病灶，长轴是和侧脑室长轴垂直的，病灶在T1序列上称之为黑洞。还有一些比较特殊的，就是多发性硬化在皮层也可以看到病灶，皮层下的病灶可以累及U型纤维，增强后呈轻度的环形或开环样强化，当然也有点状或环形的强化，在磁共振上可以看到中央静脉征。多发性硬化脊髓受累的病人，病灶是小于两个脊髓椎体阶段，而且是偏心分布的。