Jeśli tak spolaryzowana próbka zostanie poddana działaniu innego pola magnetycznego, które rotuje w płaszczyźnie prostopadłej do pola głównego, dla pewnej dokładnie określonej częstości tej rotacji zaobserwować można oddziaływanie między wirującym polem a magnetyzacją próbki. Efektem tego oddziaływania jest obrót pewnej części magnetyzacji próbki wokół rotującego wektora indukcji magnetycznej, co pozwala wyprowadzić magnetyzację z ustalonego stanu równowagi.
Wyprowadzona ze stanu równowagi magnetyzacja precesuje wokół kierunku pola głównego, przy czym ruch ten może być obserwowany. Zanikający sygnał, nazywany sygnałem zaniku indukcji swobodnej, ma częstość rezonansową daną prostą zależnością – jest ona proporcjonalna do pola, w jakim znajduje się próbka.
Jeśli różne części próbki znajdują się w różnych polach, mamy do czynienia z wieloma częstościami odbieranego sygnału, a najczęściej z ciągłym jej widmem. Jeśli mapa pola, w jakim znajduje się próbka, jest znana, informacja przestrzenna może zostać odkodowana, a zebrane sygnały zamienione na obraz próbki. Podstawą tej metody obrazowania jest modulowanie pola głównego i jednoczesny pomiar sygnału rezonansu magnetycznego.