MRI 包括T2加權像和FLAIR像可以顯示腦實質缺血或出血性病變的位置，大約15-44%的無症狀微小出血可以通過T2加權像顯示。彌散加權像可以在急性期（發病1小時內）定位腦缺血的部位。T1加權像可以顯示基底節區和丘腦部位擴張的Moyamoya血管。微小腦出血雖然在臨床表現上不很嚴重，但它們是預測煙霧病人發生出血性腦卒中的重要因素。
MRA 也是一種有助於診斷煙霧病的無創方法，可以發現頸內動脈末端狹窄的病變，因此，MRA可以用於有家族史的家庭成員的篩查。MRA也可以顯示基底節區和丘腦部位擴張的Moyamoya血管。根據Willis環自發性閉塞（Moyamoya病）研究委員會制定的指南，如果MRI和MRA有如下發現，則腦血管造影並非必須，這些發現是：MRA顯示頸內動脈末端或大腦前動脈和大腦中動脈近端狹窄或閉塞，基底節區異常血管網；MRI顯示同側基底節區異常血管網的流空影，或雙側類似上述病變。Houkin等提出一種用MRA對煙霧病進行分級的新方法：以ICA、大腦中動脈水平段、大腦前動脈和大腦後動脈的閉塞程度，以及這些動脈遠端分支的流空信號作為MRA評分的依據。因為MRA有很高的敏感度和特異性，MRA 分級法與腦血管造影的六級分級法高度相關。
由於MRI和MRA是無創檢查，所以對於術後病人可以重複隨訪檢查。MRI的T1加權像可以用於評估術後基底節區和丘腦部位的Moyamoya血管是否消退，而MRA可以顯示手術後供體組織和腦組織之間新生血管的生長情況。Houkin等的研究發現聯合血管旁路手術後一個月Moyamoya血管開始消退，術後3個月顳深動脈和腦膜中動脈的管徑增大了。術後頸動脈狹窄病變迅速加重。因此，新生血管的形成和Moyamoya血管的消退互為倒數關係。