Nükleer tıpta tanı için hastaya, öncelikli olarak üzerinde çalışılan doku veya organ tarafından tutulan, farmasötik gibi bir taşıyıcı maddeye bağlanmış bir radyonüklit verilir. Radyonüklidin hastaya verilişi enjeksiyon, sindirim veya solunum yoluyla olabilir. Radyonüklit gama ışınları yayınlar. Tanı amaçlı işlemlerin çoğunda teknesyum-99m radyonükliti kullanılmaktadır. Teknesyum-99m 6 saatlik yarılanma süresine sahiptir, 0,14 MeV enerjili gama ışınları yayınlar, pratik olarak hastanelerde hazırlanabilir ve çeşitli taşıyıcı maddelere kolaylıkla bağlanabilir. Organ veya dokuların nasıl davrandığını gözlemek veya radyonüklit hareketlerinin ne hızda olduğunu izlemek için gama kamera adındaki özel bir dedektör kullanılır. Radyonüklitler tanı yerine tedavi amaçlı kullanıldıklarında hastaya çok daha yüksek aktivite ve hedef doku veya organlara çok daha yüksek dozlar verilir. Bu uygulamalar için kullanılan radyonüklitler oldukça kısa yarılanma sürelerine sahip olmalarına rağmen, bazen, hastane tarafından hastanın ailesi ve arkadaşlarına, hastanın vücudunda kalan aktiviteden kaynaklanan istenmeyen ışınlanmalara karşı uygun tedbirler almaları önerilebilir.