Die Messung einer Temperatur (Thermometrie) innerhalb eines starken Magnetfeldes erfordert besondere Materialien. Konventionelle Thermometer können hier nicht verwendet werden. Alternativ existieren jedoch optische Fasern, die lokale Temperaturmessungen im Bereich von -270 °C bis +250 °C ermöglichen. Standardsensoren besitzen jedoch einen Durchmesser von 1 mm – die kleineren Versionen arbeiten mit einem Durchmesser von 400 μm. Die Genauigkeit liegt derzeit bei ±1 °C; bei vorheriger Kalibrierung bei ±0,2 °C. Im medizinischen Bereich ist es jedoch erwünscht eine möglichst exakte Temperatur innerhalb des Gewebes zu kennen. Diese Regionen sind oftmals nicht mit den Sensoren erreichbar. Hier können „molekulare Thermometer“ eine zukünftige bedeutende Rolle spielen. Besonders in den Bereichen Hyperthermie und Hypertonie, bei denen die Temperatur des menschlichen Körpers bzw. spezieller Regionen von außen herauf- oder herabgesetzt wird, ist es von großer Bedeutung die tatsächlich vorliegende Temperatur zu kennen. Nur so kann eine unnötige Schädigung des gesunden Gewebes vermieden werden.

Aus diesen Gründen sind die Ziele dieses Forschungsbereichs temperatursensitive Moleküle zu synthetisieren und zu charakterisieren. Erste Untersuchungen betreffend der Temperaturdetektion zeigen das große Potential der ¹⁹F-basierten MR-Spektroskopie und -Bildgebung. So ist es gelungen mit wasserlöslichen – derzeit leider noch biologisch inkompatiblen – Verbindungen die Temperatur innerhalb eines 4,7 T MR-Tierscanners und eines 7 T Humanscanners auf ±1 °C Genauigkeit zu bestimmen.