從物理的角度，要理解這幾個概念的區別,需要對原子核的磁化有所瞭解，本文通過一些圖示對這幾個概念進行簡明的介紹。
首先，磁共振最基本的原理就是氫原子核在磁場中自旋運動時所具有的量子力學特性。在一個均勻磁場B0中，氫原子核的旋轉（spin)會出現兩種自旋狀態，一種是沿着磁場方向（up狀態），一種是沿着磁場反方向（down狀態）。旋轉的頻率與磁場強度相關,稱爲拉莫頻率。平均而言，大部分的原子核是沿着磁場方向旋轉的，因此在達到平衡狀態下，會產生一個與B0方向的相同的磁化M0 （magnetization），這個M0就是MRI信號的來源。
將B0的方向定義爲z軸方向，此次再添加一個方向與與z軸垂直的磁場B1, 讓B1也沿着B0的方向以拉莫頻率進行旋轉:
爲了簡化起見，設想有一個旋轉的參考系，該參考系的旋轉頻率也是拉莫頻率，B1在相對於該參考系而言就是靜止的了。在B1的作用下，M0會以B1爲旋轉軸進行旋轉，經過一個很短的時間，M0旋轉了90度，落在了x-y平面。
這個B1稱爲90度脈衝，此時移除B1，x-y平面的磁化爲Mxy,其大小與M0相同， z軸方向的磁化爲Mz，其大小爲0. 順便說一句，MRI中的信號採集線圈就是測量Mxy的，如果Mxy的大小爲0，就沒有信號輸出。
當B1被移除之後，磁化狀態會逐漸恢復到原來的平衡狀態，這個過程稱爲弛豫(relaxation), 具體表現爲兩方面：Mxy逐漸恢復爲0，Mz逐漸恢復到M0。
Mz在弛豫過程中呈指數增長，其時間常數爲T1，Mxy在弛豫過程中呈指數衰減，其時間常數爲T2.
T1弛豫的發生是因爲旋轉核與周圍環境（即晶格，lattice）之間有能量交換，引起up狀態和down狀態的原子核數量發生改變，重新恢復到未加B1的平衡狀態時的數量分佈，因此Mz會恢復到M0,而T1也稱爲自旋-晶格弛豫時間。
T2弛豫的發生也有一定程度的上述因素，但除此之外，也因爲旋轉核相互之間有能量交換，各個原子核旋轉的相位變得隨機，其磁化向量的淨值（Mxy）逐漸衰減。故T2也稱爲自旋-自旋弛豫時間。
那麼問題來了，T2*又是怎麼回事呢？
實際上，主磁場B0無法達到絕對的均勻，因爲氫原子旋轉頻率與B0的強度相關，不均勻的B0就會導致不同位置的氫原子旋轉頻率不一樣，因此氫原子的旋轉就會不同步，這樣就加速了Mxy的衰減，這個衰減也是指數衰減，其時間常數爲T2*。T2*比T2要小。
