Die Gehirnentzündung ist meist Folge einer Virusinfektion. Verschiedenste Erreger können zu einer Entzündung des ZNS führen. Einige Erreger sind normalerweise recht harmlos, viele Menschen tragen sie auch unbemerkt in sich wie z. B. Herpes- oder Zytomegalie-Viren. Seltener führen Bakterien oder Pilze zu einer Hirnentzündung. Wenn die Körperabwehr geschwächt ist, können diese Erreger ins Gehirn eindringen und zu einer Entzündung führen. Von einer Gehirnentzündung (Enzephalitis) ist eine isolierte Entzündung der Hirnhäute (Meningitis) abzugrenzen.

Ein MRT-Bild kann schon in der frühen Akutphase Aufschluss über Ort und Ausmaß der Entzündung geben. Die MRT mit Kontrastmittel ist die Methode der Wahl insbesondere im Frühstadium einer entzündlichen ZNS-Erkrankung. Insbesondere die durch Herpesviren hervorgerufene Hirnentzündung zeigt einen typischen MRT-Befund mit Ödem und Schwellung des Schläfenlappens, der Inselregion und dem limbischen System. Andere entzündliche Veränderungen sind Hirnabszesse und subdurale Empyeme, die ebenfalls sehr gut in der kontrastmittelverstärkten MRT dargestellt werden können. Mit der MRT sind auch Komplikationen einer Hirnentzündung, die ggf. einer neurochirurgischen Intervention bedürfen (z. B. Hirnabszesse, schweres Hirnödem), gut darstellbar. Eine entscheidende Rolle spielt die MRT-Bildgebung ebenso zur Verlaufskontrolle bei einem Patienten mit einer ZNS-Infektion und z. B. steigendem Hirndruck, wenn die Entscheidung über die Anlage einer externen Ventrikeldrainage getroffen werden muss.