A resposta hemodinâmica é um mecanismo fisiológico que consiste em um aumento local do fluxo sanguíneo para atender às necessidades energéticas das células ativas.
No caso do cérebro , a atividade elétrica e bioquímica dos neurônios consome energia que é fornecida pelo sangue na forma de glicose e oxigênio (via seu transportador de sangue, a hemoglobina ). Quando uma região do cérebro está ativa, uma resposta hemodinâmica local é observada: a perfusão cerebral , ou seja, o fluxo sanguíneo, aumenta (cerca de 5%) nesta região apenas com um atraso de alguns segundos. Ao localizar precisamente as regiões onde o fluxo sanguíneo aumentou, pode-se, portanto, determinar quais regiões estiveram ativas. É esse mecanismo que está na base da imagem por ressonância magnética funcional (fMRI).