在自旋回波长、多回波图像上、绝大多数的肝癌呈不均匀的高信号区，并随回波时间延长信号强度衰减，信号变得更为不均匀，边界模糊不清且不规则。产生这一征象的原理可能是由于肝癌由多种形态不同的肝癌细胞以不同的组合方式构成多样化的组织学结构。在镜下可见癌细胞排列成索状或巢状；有些癌巢间血窦非常丰富，有些癌巢间血窦则十分稀少，癌组织成实性团状。原发性肝癌的占位征象（如肝裂和肝门的变窄、闭塞、移位，下腔静脉受压变形、移位以及肝轮廓的局限性隆起）、肝门和腹膜后转移灶以及原发性肝癌患者常伴有的肝硬化，都能在MRI上很好地显示。