Wśród badań wykorzystujących medycynę nuklearną wyróżnić można te tradycyjne, takie jak scyntygrafia kości, tarczycy czy serca. Są także zupełnie nowe badania, jak pozytonowa tomografia emisyjna, która zazwyczaj stanowi koniec ciągu diagnostycznego w różnych chorobach, zwłaszcza nowotworowych.