Isotooppilääketieteessä tehdään luuston, keuhkojen, munuaisten ja imuteiden toiminnallisia kuvantamistutkimuksia. Tutkimuksissa käytetään apuna radioaktiivisia isotooppeja. Lisäksi radioaktiivisia isotooppeja käytetään sairauksien hoidossa, esimerkiksi kilpirauhassyövän hoidossa. PET-kuvauksessa tutkitaan esimerkiksi syövän levinneisyyttä, aivoja tai sydäntä sekä etsitään tulehduspesäkkeitä.