L'imagerie par résonnance magnétique nucléaire (IRM) joue un rôle clé pour le diagnostic et le suivi des atteintes inflammatoires et démyélinisantes du système nerveux central. Dans la sclérose en plaques (SEP), l'IRM conventionnelle identifie les lésions focales de la substance blanche de topographie périventriculaire, juxtacorticale, infratentorielle ou médullaire. La sémiologie radiologique aide à différencier les lésions actives, inactives ou lentement progressives. Les séquences plus avancées (par exemple, imagerie du tenseur de diffusion, 3D en double inversion récupération, 3D FLAIR tardif postgadolinium) permettent aussi d'appréhender une atteinte plus subtile et diffuse au-delà des lésions focales, une atteinte de la substance grise et un aspect particulier d'inflammation leptoméningée. Après un premier épisode clinique évocateur d'une atteinte inflammatoire (syndrome cliniquement isolé), la démarche conduisant au diagnostic de SEP est standardisée et consiste à identifier les aspects spécifiques de SEP en IRM, s'assurer de l'absence d'atypie qui devrait orienter vers un diagnostic différentiel, et démontrer le caractère disséminé des lésions dans l'espace et le temps en utilisant les critères de McDonald révisés en 2017. À côté des formes récurrentes-rémittentes, qui sont les plus nombreuses, il existe des formes progressives d'emblée ou secondairement et certaines présentations plus atypiques (sclérose de Balo, formes pseudotumorales...). Le syndrome radiologique isolé (RIS) décrit la situation particulière d'une probable future SEP découverte au stade infraclinique, ce qui implique une démarche et un suivi spécifique. Le protocole IRM à réaliser au diagnostic de SEP et durant le suivi est standardisé aux niveaux national et international. Les injections de gadolinium ne sont notamment plus systématiques et doivent être réalisées dans des situations bien définies en utilisant des composants macrocycliques, selon les recommandations de l'EMA (European Medicines Agency). D'autres atteintes inflammatoires non SEP doivent être évoquées sur les aspects cliniques et d'IRM, notamment les encéphalomyélites aiguës disséminées et les atteintes à autoanticorps (anti-AQP4 [aquaporine 4], anti-MOG [myelin oligodendrocyte glycoprotein] et anti-GFAP [glial fibrillary acidic protein]...) qui présentent certains recouvrements phénotypique avec la SEP mais aussi des spécificités en IRM, qu'il faut savoir reconnaître pour faire doser les autoanticorps.