Nükleer Tıp Anabilim Dalı radyoaktif (radyasyon yayan) maddelerin tıpta tanı ve tedavi amaçlı kullanıldığı bir bilim dalıdır. Bu amaçla tıpta kullanılan radyoaktif maddeler (radyoizotoplar) radyonüklid ya da radyofarmasötik olarak adlandırılır. Radyoaktif maddeler damardan, ağızdan, solunum yoluyla, cilt altına ya da ilgili organ ya da doku içerisine doğrudan verilebilir. Vücuda verilen radyoaktif atomların bulunduğu (ya da kan dolaşımı ile organ ve dokulara ulaşıp hücre içine girerek toplandığı) doku ve organlar, bu atomların yaydıkları gamma ışınlarının vücut dışında gamma kameralar tarafından tespit edilerek görüntülenebilir (sintigrafi). Bazı dokularda spesifik olarak tutulan radyofarmasötikler tanıda görüntüleme için kullanılmasının yanında, yüksek dozlarda uygulanarak tedavi için de kullanılmaktadır (ör: iyot-131’in tiroit kanserinde kullanımı).