通过使用梯度磁场线圈，可以产生空间线性磁场（静磁场方向），并且位置信息可以被添加到从MRI获得的信号中。也称为梯度线圈。在临床MRI中，通常将其称为梯度线圈，但在临床MRI出现之前，会产生梯度磁场的线圈称为梯度线圈。有在核磁共振光谱法（NMR）中，使用梯度磁场用于使用诸如DOSY的分子扩散系数的光谱分离。

在MRI成像期间的固定时间段产生的高音主要是梯度磁场线圈因洛伦兹力而振动的声音。

梯度线圈通常取决于所用磁体的形状和RF探头的形状。主要使用的线圈形状包括平板型和圆柱型。通常，z轴线圈（纵向线圈）和xy轴线圈（横向线圈）之间的电流分布不同。

由于RF线圈和梯度磁场线圈与MRI的性能密切相关，因此仍在积极地研究它们。

• 线性度

• 功率效率
• 上升时间（时间常数）

典型的z轴线圈，由两个反向电流的圆形线圈叠加而成。半径和线圈之间的距离是理论上确定的，

半径{\ displaystyle r}线圈之间的距离L为{\ displaystyle L = {\ sqrt {3}} r}可以表示为

麦克斯韦线圈对具有极高的线性度和功率效率。

Golay型线圈是在X和Y方向上的众所周知的圆柱形梯度磁场线圈。如图所示，该线圈由四个鞍形电流组成。由于是Golay和Marcel提出的，因此称为Golay线圈，Golay型线圈。格雷型线圈虽然形状像平行四线线圈一样简单，但显示出高线性度，但由于它们的线圈长度和电感较大，因此目前很少使用。 。

这样的圆柱形梯度磁场线圈主要用于诸如超导磁体MRI的隧道式MRI（许多临床MRI与此相对应）中。

上面示出的一些梯度磁场线圈是经典线圈，并且在许多MRI设备中使用具有更复杂形状的线圈。这是因为根据应用程序有各种请求。

例如，在这些经典线圈中，当线圈之间的间隙窄时，线性磁场区域相应地减小。因此，通过使用各种最佳方法设计更高级的梯度磁场线圈，可以在窄线圈之间产生宽的线性磁场区域。目前，梯度磁场线圈是使用目标磁场方法，有限元方法，演化算法和其他方法设计的。