Другий достовірний інструментальний метод для діагностики епілепсії є Магнітно-резонансна томографія (МРТ), метод також як та ЕЕГ входить до набору інструментальних досліджень для постановки діагнозу епілепсії.
Зокрема, МРТ при епілепсії дозволяє виявити новоутворення, судинні аномалії, осередки розсіяного склерозу, гнійні запалення, вроджені аномалії структури головного мозку.
Основою розвитку судомних нападів при епілепсії є порушення балансу двох систем головного мозку – збуджуючої та гальмівної. У нормі ці системи працюють одночасно, створюючи оптимальний рівень активності нейронів. При епілепсії виникає підвищення збуджуючої активності при нестачі гальмівної.