Los modelos de cálculo fraccional se están incorporando de manera constante en las descripciones de la difusión en materiales complejos y heterogéneos. Los tejidos biológicos, cuando se observan utilizando resonancia magnética (MRI) ponderada en difusión, obstaculizan y restringen la difusión del agua a escalas moleculares, subcelulares y celulares. Por lo tanto, las características del tejido pueden ser codificadas en la atenuación de la señal de MRI observada a través del orden fraccional de las derivadas temporales y espaciales. Específicamente, al resolver la ecuación de Bloch-Torrey, se identifican biomarcadores de imagen de orden fraccional que conectan el modelo de caminata aleatoria temporal continua del movimiento browniano con la estructura y composición de células, membranas celulares, proteínas y lípidos. De esta manera, la decadencia de la magnetización inducida está influenciada por la micro y mesoestructura de los tejidos, como la materia blanca y gris del cerebro o la corteza y médula del riñón. El cálculo fraccional proporciona nuevas funciones (Mittag-Leffler y Kilbas-Saigo) que caracterizan el tejido de manera concisa. En este artículo, describimos los modelos exponencial, exponencial estirado y de orden fraccional que se han propuesto y aplicado en MRI, examinamos la conexión entre los parámetros del modelo y la estructura subyacente del tejido, y exploramos el potencial de utilizar MRI ponderada en difusión para extraer biomarcadores asociados con el crecimiento normal, el envejecimiento y el inicio de enfermedades.