在科学技术先进的国家，几乎每三个就诊的病人中就有一个病人要采用核医学的诊断和治疗方法。近年来，一些新兴的医学尖端学科的形成，如分子生物学、基因工程学、免疫学等，都与核医学技术的应用密切相关。核医学正日益成为医学科学现代化的重要标志之一。

随着核科学技术和医学科学的不断进步和互相渗透和交融，核医学这一新兴学科发展迅速，现代医学的许多方面与它密切相关。例如，放射性核素显像技术已成为现代四大医学影像技术之一，特别是解决心血管疾病、脑血管疾病和肿瘤等当今人类重大疾病的一种重要方法。人体各重要脏器几乎都能用放射性核素显像，其中最为世人属目的是铊-201心肌灌注显像、锝-99m-红细胞门电路心血池显像、锝-99m-多磷酸盐全身骨显像、镓-67肿瘤显像，以及用放射性同位素标记组成人体的简单化合物如葡萄糖、氨基酸等代谢物质标记物的器官组织代谢显像等。

正电子发射计算机断层扫描仪（PET）开创了在分子水平无创伤性研究人脑功能和心肌存活情况的先河，使核医学进入了分子核医学的时代。例如用PET可观察到平常人体看东西、听音乐、记忆、焦急、性兴奋等行为或心理活动在大脑特定部位葡萄糖代谢的明显变化。甚至你眨一下眼睛，都能在大脑相应的特定部位发现局部葡萄糖代谢有改变。核医学技术不仅为临床医学、基础医学和预防医学的研究开辟了新途径，而且对人类认识生命现象的本质，弄清疾病的病因和药物作用的原理，创立新医学、新药学都有重要的作用。