En el área del diagnóstico, las ventajas respecto a otros métodos de diagnóstico por imágenes radican fundamentalmente en que la Medicina Nuclear no es invasiva, y permite detectar anomalías difíciles o imposibles de percibir con otras técnicas. Favorece por tanto el diagnóstico precoz, y, en consecuencia, la mayor rapidez en el tratamiento de la enfermedad.

Por ejemplo, en el caso del cáncer, la Medicina Nuclear permite detectar la célula cancerosa por su función, mientras que por su aspecto pasaría desapercibida. Permite saber si un tejido que presenta anomalías está vivo o no y si es precisa por lo tanto una intervención inmediata.

En el área terapéutica, la gran aportación de la Medicina Nuclear es el tratamiento selectivo y directo de tumores, mediante substancias que van directamente al órgano enfermo y destruyen las células cancerosas.