核醫學技術主要有以下四大類：

生物示蹤技術

透過追蹤非天然同位素來揭示天然元素及其化合物在生物體內或離體組織中吸收、運轉、代謝和排洩等規律的方法。利用這種技術已經揭示了許多重要的生理生化過程，包括信使核糖核酸（mRNA）的複製和脫氧核糖核酸（DNA）遺傳資訊的轉錄，是分子生物醫學不可缺少的研究手段。

超微量放射分析技術

放射性測量的探測極限比一般物理化學方法小3～6個數量級，同時在大多數情況下，被測樣品不需化學分離和提純，因此十分靈敏簡便。常用的技術有：競爭放射分析、活化分析和同位素稀釋法。競爭放射分析包括放射免疫分析（RIA）、免疫放射分析（IRMA）和放射受體分析。本技術已能測定300多種體內微量物質，是醫學研究、疾病診斷、藥物血濃度監測、計劃生育等不可缺少的重要手段。

放射性核素顯像

是一種以臟器內、外或正常組織與病變之間的放射性濃度差別為基礎的臟器或病變的顯像方法。它主要提供與放射性分佈有密切關係的血流、功能和代謝資訊，與主要以顯示形態結構的X射線CT、MRI、超聲檢查等不同，是一種功能性顯像，常可在形態結構發生變化之前顯示異常而對疾病作出早期診斷，在心、腦、腫瘤的代謝研究和疾病診斷方面有特殊價值。

內照射治療

將放射性核素選擇性地引入病變，利用其發射的β射線殺傷生長活躍的癌細胞或其他病理組織，以達到治療目的的方法。本法的適應症不多，但療效較高，毒副作用較小。