Một phép biến đổi có thể được định nghĩa tổng quát là một tập hợp các biến sử dụng để tái định hướng một ảnh. Trong lĩnh vực hợp nhất, biến dạng là một thao tác xử lý hình học áp dụng lên một ảnh nhằm mục đích sắp xếp lại các cấu trúc bên trong cho tương xứng với các cấu trúc bên trong 1 bức ảnh thứ hai. Bản chất của phép biến dạng được miêu tả bởi mức độ thô của nó, hay ngược lại là độ “mềm dẻo” của nó. Các phép biến đổi có thể là biến đổi thô, biến đổi affine hay biến đổi không tuyến tính. Một phép biến đổi thô bao gồm sự dịch chuyển và sự xoay theo một hệ số đồng nhất. Với phép biến đổi thô, khoảng cách giữa 3 điểm trong ảnh gốc được bảo tồn. Biến đổi affine bao gồm xoay, dịch chuyển, lập tỉ lệ và sự biến dạng trượt. Chẳng hạn, biến đổi affine sẽ sát nhập các đường thẳng lên các đường thẳng và bảo tồn tính song song, nhưng không thể bảo đảm được khoảng cách giữa các điểm sẽ được duy trì. Biến dạng cong hay không tuyến tính sử dụng những phương thức tổng hợp để gắn kết các đường thẳng lên trên các đường cong. Bản chất của phép biến đổi quyết định khả năng áp dụng của phương thức hợp nhất. Xét trong trường hợp chụp não, vì đầu có thể được xem là một cấu trúc thô, nên những thay đổi về định hướng của bệnh nhân do sự xoay hay nghiêng đầu có thể được điều chỉnh đúng bằng phép các biến đổi thô. Theo giả thuyết biến dạng thô, đầu được duy trì ổn định đối với các quá trình tương tác không xâm lấn bao gồm cả quá trình tạo ảnh, nhưng lại có thể bị thay đổi bởi sự biến dạng của não [10]. Vấn đề này thường xuất hiện trong các ca phẫu thuật não mở, sự phát triển của khối u hay việc phân chia khu vực phẫu thuật. Phép biến dạng cong (không tuyến tính) thường được dùng để lồng các khối ảnh vào khối hợp nhất. Phép biến dạng này cũng có thể được dùng trong hợp nhất giữa các bệnh nhân hay hợp nhất ảnh với phác đồ giải phẫu. Biến đổi affine rất có ích trong việc bổ chính cho những nét ảnh bị méo mó xuất hiện trong quá trình tạo ảnh. Những cấu trúc không đồng nhất trong từ trường của máy quét MR thường gây ra những méo dạng ảnh, mặc dù việc điều chỉnh đã được thực hiện độc lập ở một bộ phận của qui trình hiển thị ảnh [8]. Cuối cùng là phải tùy theo yêu cầu đặc biệt của việc hợp nhất mà ta sẽ lựa chọn
hình thức biến đổi phù hợp nhất bởi lẽ những phép biến đổi phức tạp thì đòi hỏi mức độ tính toán cao hơn nhưng cũng chỉ cho ra một số cải thiện nhỏ so với các phép biến đổi đơn giản hơn và nhanh hơn.