Nükleer tıp, pek çok hastalığın tanı ve tedavisi için radyoaktif izotopların kullanıldığı bilim dalıdır. Organ fonksiyonlarının değerlendirilmesi için radyoaktif maddelerin kullanıldığı nükleer tıp bölümü, hastalıkların erken tanısının koyulması ve uygun tedavinin düzenlenmesinde önemli bir yere sahiptir. Gelişmiş görüntüleme cihazları ve teknikleri, özellikle onkoloji, kardiyoloji, kalp damar cerrahisi ve nöroloji bölümlerince yaygın olarak kullanılır. Nükleer tıp yöntemleri, tiroit, endokrin sistem, böbrek, genital sistem, mide, bağırsak, karaciğer, safra yolları, kanser ve diğer pek çok hastalığın tanısında da kullanılır.

Nükleer tıp uygulamalarında kemik, doku ya da organların görüntülenmesi, damar ya da ağız yoluyla alınan farmasötikler ya da farklı bir deyişle hastaya verilen bir takım özel ilaçlar ile yapılır. Her doku ve sistem için özel olarak verilen farmasötikler, tanı için kullanıldığında gama ışını yayarak gama kamerası tarafından görünür hâle gelir. Böylece radyoaktif madde ile işaretlenen molekülün, nerede ve ne düzeyde olduğu rahatlıkla görülebilir. Tedavi amacıyla vücuda verilen radyoaktif maddeler ise beta ışını yayar. Böylece kemik, doku ve organ içinde yer alan tümör gibi istenmeyen dokuları deforme ederek hastanın sağlığına kavuşması amaçlanır.