निर्दिष्ट अंग की छवि स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए शरीर के माध्यम से बिखरने के लिए रोगियों को रेडियोधर्मी सामग्री दी जाती है। रेडियोधर्मी उत्पाद जो चिकित्सा में उपयोग किए जाते हैं उन्हें रेडियोफार्मास्यूटिकल्स कहा जाता है।
रेडियोधर्मी सामग्रियों का चिकित्सीय उपयोग मोटे तौर पर दो श्रेणियों में आता है: नैदानिक और चिकित्सीय प्रक्रियाएं। रेडियोधर्मी सामग्रियों का उपयोग करने वाली नैदानिक प्रक्रियाएं, जैसे कि परमाणु चिकित्सा में उपयोग की जाने वाली, में हड्डी, हृदय या अन्य अंगों के निदान में टेक्नेटियम-99एम जैसे कुछ अंगों की इमेजिंग की सुविधा के लिए अपेक्षाकृत कम मात्रा में रेडियोधर्मी सामग्रियों का उपयोग और इमेजिंग में रेडियोधर्मी आयोडीन शामिल होता है। रोगी में इंजेक्शन लगाकर थायरॉयड ग्रंथि की जांच करना और चिकित्सकों को ट्यूमर, आकार की विसंगतियों, या अन्य शारीरिक या कार्यात्मक अंग समस्याओं का पता लगाने और पहचानने की अनुमति देना। रेडियोधर्मी सामग्रियों के चिकित्सीय उपयोग में टेलीथेरेपी, ब्रैकीथेरेपी और चिकित्सीय परमाणु चिकित्सा शामिल हैं। इन तीनों का उद्देश्य कैंसरयुक्त ऊतकों को मारना, ट्यूमर के आकार को कम करना या दर्द को कम करना है। चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली रेडियोधर्मी सामग्री या तो उपोत्पाद सामग्री (रिएक्टर में उत्पादित परमाणु सामग्री), त्वरक उत्पादित परमाणु सामग्री, या एक्स-रे मशीन जैसी विकिरण उत्पादक मशीनें हैं।