Hemodynamická reakce je fyziologický mechanismus, který se skládá z místní zvýšení krevního průtoku v účelem splnění požadavků na energii aktivních buněk .
V případě mozku spotřebovává elektrická a biochemická aktivita neuronů energii, kterou dodává krev ve formě glukózy a kyslíku (prostřednictvím svého krevního transportéru, hemoglobinu ). Když je oblast mozku aktivní, je pozorována lokální hemodynamická odpověď: cerebrální perfúze , to znamená průtok krve, se v této oblasti zvyšuje (asi o 5%) pouze se zpožděním několika sekund. Přesným vyhledáním oblastí, kde se zvýšil průtok krve, lze tedy určit, které oblasti byly aktivní. Právě tento mechanismus je základem funkčního zobrazování pomocí magnetické rezonance (fMRI).