המאפיינים של הדמיה מולטי-מודאלית כוללים:
השלמה: המידע שמסופק על ידי טכנולוגיות הדמיה בשיטות שונות הוא משלים, מה שיכול לשקף בצורה מקיפה יותר את המאפיינים הפיזיולוגיים והמבניים של המטרה.
רזולוציה גבוהה: שיטות מסוימות כגון CT ו-MRI יכולות לספק תמונות ברזולוציה גבוהה, מה שמועיל לצפייה בפרטים.
רבגוניות: ניתן ליישם הדמיה מולטי-מודאלית למחקר ולניטור טיפול של מחלות שונות, כגון צמיחת עצם, גילוי סרטן וכו'.
