核医学是利用不稳定状态的核素，即放射性核素发射出的各种射线，来诊断和治疗疾病的一门医学分支。在核医学的各个领域，都直接或间接地利用含有放射性核素的药物，这种药物可以是放射性核素本身，也可以是放射性核素标记的药物。根据应用的目的不同，可分为诊断用放射性药物和治疗用放射性药物。
一般核医学可用于哪些方面
在诊断方面核素可被用于体外分析、器官功能测定和核医学显像三方面：体外分析技术属于实验核医学范畴，使用这种技术时放射性核素是不进入病人体内的，利用放射性核素标记的药物作为分析试剂，在体外测定从人体采取的血、尿、组织液等样品内的微量成分。人生病时体内的一些微量成分会发生变化，利用这种技术就可以测得这些微小的变化，协助临床医生诊断和治疗疾病。器官功能测定是利用放射性药物在体内能被某一器官专门摄取、代谢或通过某一器官排出等特性，在体外测定这些放射性药物在相应器官中摄取的速度、停留的时间、排出的速度等，就可以推断出器官的功能状态。核医学显像利用了放射性药物可以根据自己的代谢和生物学特性，“有倾向”的分布于特定的器官或病变组织，由于放射性药物放出的射线能在体外被探测，用专门的仪器采集放射性核素发射出的射线，就可以在显像仪器上显示器官及病变组织的解剖结构和代谢、功能相结合的影像，从而帮助临床作出诊断。
核素不仅可以用于诊断疾病，还可以作为治疗药物。治疗用放射性药物是利用浓聚在病变部位的放射性药物所发射出的射线来消灭病变细胞，从而达到治疗疾病的目的。这种药物就如同神枪手命中目标发出的子弹，能够定向集中到某一器官或组织，我们把药物的这种特性叫做 “靶向性”。由于具有靶向性，药物被直接引导到有病的部位，药物所发出的射线绝大部分作用于病变组织，对其周围组织影响很小，所以治疗作用更直接，效果更显著。
核医学安全吗
核医学的日常工作离不开放射性核素和核射线。由于原子核技术在战争中应用的缘故，人们对射线普遍存在着一种恐惧心理，甚至包括一些医务人员在内，对核医学知识的了解也较为贫乏，患上了恐"核"症，谈"核"色变。核医学真有那么危险吗？
其实，对于核医学与核武器，我们可以用自然现象打一个比方：同为气象学的降雨，春季里的绵绵春雨滋润了大地，催发了春天的无限生机；而夏天具有极大破坏力的冰雹、龙卷风却只会给大地和人类带来灾难。核医学就像春天的喜雨，而核武器就像冰雹、飓风；由于辐射剂量不同，这二者对人类的影响是截然不同的。核医学所用的低剂量射线绝对安全，它不仅不会给人类带来损伤，相反给人类开辟了一条诊断与治疗的新途径。更何况，人类本身就生活在一个充满射线的世界，只不过我们对它不了解而已。
我们每个人随时随地都在与射线"亲密接触"，尽管看不见摸不着，却都在不知不觉中承受着射线的辐照：来自太空的宇宙射线时时处处就笼罩在我们的上空；地球上的土壤、岩石和水源中也存在着微量的天然放射性核素；在人类的各项生产、消费活动中，也会产生放射性，比如我们每天观看电视节目，电视机的显像管受到高速电子的轰击，也会有微量的放射线产生，此外，手机、电脑等等都会有微量辐射。这一切所构成的基础辐射我们称为放射性本底。相对于这些已有的放射源，核医学所带来的辐射剂量并没有显著的增加，因而不会对受检者造成危害，而且在核医学诊疗过程中所用的放射性药物，其用量本身都被严格控制在绝对安全的范围之内，可以说核医学是十分安全的。
核医学作为一门新兴学科，在医学应用中有着巨大优势：在医学示踪研究中，它是一种灵敏、准确的示踪技术；对于生物活性物质的定量分析，它提供了高度特异性的超微量分析手段；诊断方面，它将功能检查与形态学检查有机的结合起来，反映整体和局部功能，动态观察疾病所引起的病理变化；治疗上，它是一种新颖而有效的治疗方法。