Рентгенівська комп’ютерна томографія, магніторезонансна томографія, ультразвукові дослідження, цифрова рентгенографія перевершують радіонуклідну діагностику по якості одержуваних медичних зображень, особливо за просторовою розподільною здатністю, але не можуть конкурувати з РНД по можливостях виявлення тих помилок, що поки ще не мають свого структурно-анатомічного вираження, тобто коли відсутні патоанатомічні зміни.
Серед найбільш розроблених сучасних систем для радіонуклідних досліджень можна виділити системи: планарної сцинтиграфії, однофотонної емісійної комп’ютерної томографії і позитронної емісійної томографії. В усіх цих системах основним інструментом є сцинтиляційна гамма-камера.
Як приклад розглянемо принцип роботи позитронно-емісійного томографа. У кров пацієнта вводять речовину з радіоізотопом, що поглинається мозком. Випромінювання реєструється кільцем детекторів, що оточують голову пацієнта. На комп’ютері розраховується положення джерела випромінювання і будується зображення. Більш активно працюючі ділянки головного мозку споживають більше кисню і, відповідно, виявляють більшу радіоактивність.