การถ่ายภาพเวชศาสตร์นิวเคลียร์ช่วยให้แพทย์สามารถถ่ายภาพอวัยวะและเนื้อเยื่อต่าง ๆ โดยการแนะนำสารกัมมันตรังสีจำนวนเล็กน้อยเข้าสู่ร่างกาย กล้องเวชศาสตร์นิวเคลียร์มีสามประเภทด้วยกัน ได้แก่ กล้องแกมม่ากล้องโพซิตรอนอีโมชั่นโทโมกราฟี (PET) และกล้องถ่ายภาพรังสีเอกซ์เดี่ยว (SPECT) กล้องรังสีแกมม่าที่อยู่ในปลอกโลหะสามารถตรวจจับรังสีที่บริเวณที่เป็นโรคและวินิจฉัยปัญหาในระดับเซลล์ โดยทั่วไปแล้วสารกัมมันตรังสีจะถูกนำเข้าสู่ร่างกายทางปากเปล่าหรือโดยการฉีดเข้าเส้นเลือดดำ กล้องเวชศาสตร์นิวเคลียร์สามารถใช้ในการตรวจสอบเงื่อนไขต่าง ๆ เช่นมะเร็งหัวใจและปอดโรคกระดูกและสมองเช่นอัลไซเมอร์
กล้องแกมม่าไม่ได้ปล่อยรังสีใด ๆ ออกมาเอง แต่จะรับรังสีจากเวชภัณฑ์รังสีในร่างกายในบริเวณที่เป็นโรค กล้องสามารถอยู่เหนือหรือใต้ตารางตรวจสอบและบางครั้งพบได้ในเครื่องสแกนแบบกลม จากนั้นจะสามารถหมุนและถ่ายภาพร่างกายเมื่อผู้ป่วยใส่เข้าไปในเครื่อง โดยการถ่ายภาพร่างกายในระดับเซลล์กล้องเวชศาสตร์นิวเคลียร์สามารถตรวจจับโรคและความผิดปกติก่อนที่จะมีโอกาสแพร่กระจายและแสดงสัญญาณทางกายภาพภายนอกในเนื้อเยื่อและร่างกายโดยทั่วไป คอมพิวเตอร์ดาวน์โหลดข้อมูลจากกล้องและช่วยในการสร้างภาพ
เครื่องเอกซ์เรย์ที่คำนวณโฟตอนเดี่ยวเป็นเครื่องถ่ายภาพอีกเครื่องหนึ่งที่ช่วยให้แพทย์สามารถถ่ายภาพที่แสดงการไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกาย รังสีแกมมาเปล่งสารติดตามจะมอบให้กับผู้ป่วยและสแกนเนอร์จะนำภาพของส่วนต่างๆของร่างกายและส่งไปยังคอมพิวเตอร์ที่ในที่สุดชิ้นส่วนข้ามเป็นภาพ 3 มิติ โดยทั่วไปแล้วการสแกนแบบ SPECT นั้น จำกัด อยู่เฉพาะบริเวณถ่ายภาพที่มีเลือดไหลผ่านหลอดเลือดดำ หนึ่งในภารกิจสำคัญหรือการสแกนแบบ SPECT คือการทำแผนภูมิและรูปภาพการไหลเวียนของเลือดผ่านเส้นเลือดในสมอง
อีกสายการผลิตของกล้องเวชศาสตร์นิวเคลียร์คือการสแกน PET โดยทั่วไปแล้วการสแกนนี้ใช้เพื่อตรวจหาโรคมะเร็งและผลกระทบของอาการหัวใจวาย นอกจากนี้ยังสามารถถ่ายภาพความผิดปกติใด ๆ ในสมอง เช่นเดียวกับขั้นตอนอื่น ๆ มีการใช้สารติดตามและผู้ป่วยจะถูกขอให้นอนลงบนโต๊ะบาง ๆ ซึ่งเลื่อนผ่านรูรูปไข่ตรงกลางของเครื่อง เครื่องสแกน PET มีวงแหวนของเครื่องตรวจจับจำนวนหนึ่งที่สามารถถ่ายภาพการปล่อยสารแทรคภายในร่างกายของผู้ป่วย
