La imagen nº 2 está compuesta a su vez por dos imágenes ponderadas/potenciadas en difusión. En estas, la señal en los tejidos se obtiene a partir de los movimientos Brownianos (movimientos aleatorios) de las moléculas de agua, que son equivalentes a la difusión libre de las mismas. La presencia de macromoléculas y membranas celulares restringe dicha difusión. Esto se observa en este tipo de imágenes como zonas hiperintensas.