時間飛躍法（Time-Of-Flight, TOF）磁共振血管成像（MRA）的原理主要基於「流動相關增強」現象。在磁共振成像（MRI）的梯度回波（GE）序列中，通過射頻（RF）脈衝的作用，靜止的組織質子被飽和，其縱向磁化矢量減小。當新鮮的血液流入這些組織時，由於其質子未被飽和，它們表現出較高的縱向磁化程度。這種差異導致已飽和的靜止組織和未飽和的流入血液之間形成明顯的對比，從而使得血管結構在圖像中高亮顯示。
TOF-MRA技術無需注射對比劑，是一種無創的亮血成像技術。它利用新鮮血液流入時的增強效應，使得血管在圖像上呈現高信號。這種技術對於顯示血管的結構和血流特徵非常有用，因此在臨床套用中非常廣泛。
在進行TOF-MRA掃描時，掃描層面通常需要垂直於血管走行，以便最大限度地利用流動相關增強效應。此外，通過在成像區域的遠端或近端放置預飽和帶，可以去除來自特定方向的血流信號，從而實現對動脈或靜脈的選擇性成像。
三維時間飛躍法（3D TOF）MRA能夠同時激勵一個容積，通常厚度為3到8厘米，包含數十個薄層面。這種技術的優點是可以採集薄層圖像，厚度可低於1毫米，從而產生高解析度的投影。3D TOF對容積內任何方向的血流都敏感，因此對於顯示迂曲多變的血管結構（如腦動脈）有一定優勢。然而，它不適合顯示慢血流，因為慢血流在成像容積內停留時間較長，可能會在流出層塊遠端之前產生飽和而丟失信號。因此，3D TOF不適用於大範圍血管（如頸部血管）的成像。