A ressonância magnética (MRI) é uma ferramenta de imagem não invasiva que oferece excelente contraste de tecidos moles com resolução espacial submilimétrica. No entanto, seu potencial de intervenções terapêuticas e aplicações diagnósticas pode ser limitado pelas baixas sensibilidades na detecção de alterações celulares, moleculares e metabólicas. O desenvolvimento de novos agentes de contraste de MR com alvos desejados ou capacidades de entrega de drogas para imagem celular e molecular pode ser benéfico para maior sensibilidade e especificidade. A imagem espectroscópica na ressonância magnética de alto campo pode ser vantajosa na identificação e quantificação de alterações metabólicas com aumento da razão sinal-ruído e resolução espectral. Neste livro, novas técnicas de ressonância magnética celular, molecular e metabólica são investigadas e demonstraram ser valiosas em várias aplicações.