Técnica que mide la función fisiológica del organismo examinando el flujo sanguíneo, el metabolismo, los neurotransmisores o sustancias que liberan las neuronas del sistema nervioso para comunicarse, y ciertos fármacos marcados con partículas radiactivas. La PET ofrece un análisis cuantitativo permitiendo una monitorización a lo largo del tiempo de los cambios relativos sufridos a medida que una enfermedad evoluciona o en respuesta a estímulos específicos. La técnica se basa en la detección de la radiactividad emitida tras la inyección en una vena periférica de una pequeña cantidad de un trazador radiactivo marcado con oxígeno-15, flúor-18, carbono-11 o nitrógeno-13. La dosis radiactiva total es similar a la dosis usada en el TAC.
El uso más común del PET es la medida de la tasa de consumo de la glucosa en diferentes partes del cuerpo a través de la acumulación del análogo de glucosa radiomarcado 18-fluorodesoxiglucosa. Este hallazgo sirve para distinguir la malignidad de una masa (los tumores malignos consumen la glucosa de forma más rápida que los benignos) en . Esta técnica se utiliza para el estudio de la fase en que se encuentra el cáncer.
Otras aplicaciones incluyen el estudio del flujo sanguíneo y del consumo de oxígeno en diferentes partes del cerebro, por ejemplo, para el estudio de demencias, accidentes vasculares cerebrales o tumores. También sirve para el estudio de la enfermedad de Parkinson a través de la medida de los rastros de neurotransmisores químicos como la dopamina. En sepuede emplear para estudiar el músculo cardíaco antes de su trasplante, o en el estudio de varios tipos de cáncer del corazón. El PET se realiza en unos 10 a 40 minutos (dependiendo del tipo y objetivo buscado) y, al igual que en el TAC, el paciente está completamente vestido y no produce ningún tipo de dolor, salvo el derivado del pinchazo en la vena del brazo a través de la que se inyecta el contraste.