Die Nuklearmedizin entwickelt und betreibt diagnostische Verfahren unter Verwendung von Radionukliden (Radioaktivität). Die Besonderheit der nuklearmedizinischen Diagnostik ist, dass mithilfe radioaktiver Substanzen als "Tracer in Lebewesen" funktionale Zusammenhänge und molekulare Prozesse (Stoffwechselprozesse) sichtbar gemacht werden können. Bei dieser in-vivo-Diagnostik werden Radiopharmaka in den Stoffwechsel des Körpers eingeschleust und ihre zeitliche und örtliche Verteilung in bestimmten Körperorganen von außen messtechnisch lokalisiert ("inside-out clinical studies"). Außerdem gibt es noch die in-vitro-Diagnostik, bei der in einer Blutprobe außerhalb des Körpers die Konzentrationen von blutgetragenen Komponenten wie Hormone mittels radioaktiv markierter Stoffe (Radiotracer) bestimmt werden. Die Nuklide werden durch künstliche Kernreaktionen hergestellt und haben i. d. R eine kurze Lebenszeit.
Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) enthält unter Abschnitt 5 "Medizinische Forschung" (§§ 31 ff. StrlSchV) besondere Hinweise für die Anwendung radioaktiver Stoffe oder ionisierender Strahlung am Menschen. Diese finden u. a. auch Anwendung für die Nuklearmedizin.
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