La Medicina Nuclear se define como la rama de la medicina que emplea los isótopos radiactivos, las radiaciones nucleares, las variaciones electromagnéticas de los componentes del núcleo atómico y técnicas biofísicas afines, para la prevención, diagnóstico, terapéutica e investigación médica.
Sus principales campos de acción son el diagnóstico por imagen y el tratamiento de determinadas enfermedades mediante el uso de medicamentos radiofármacos.
Las técnicas de diagnóstico de medicina nuclear proporcionan una información esencialmente funcional del órgano estudiado, a diferencia del resto de las técnicas de diagnóstico por imagen (TC, resonancia magnética, ecografía, etc) que ofrecen información estructural o anatómica. Con la aparición de la tomografía por emisión de positrones (PET), la información ofrecida es de carácter molecular.
Las técnicas de medicina nuclear son técnicas no invasivas ya que para su realización, únicamente precisan de la administración previa al paciente, generalmente por vía intravenosa, de un medicamento radiofármaco.