ايمكن للأطباء استخدام الأشعة المقطعية بالانبعاث البوزيتروني PET Positron Emission Tomography (PET) للنظر لما هو أكثر من شكل وتركيب عضو ما. فبالنظر إلى النشاط الكيميائي والوظيفي للأنسجة، وبخاصة في داخل المخ، يمكن لهذا الأسلوب التصويري أن يقيم مدى جودة أداء العضو لعمله، ويمكنه اكتشاف المناطق التي لا تؤدي وظيفتها، والتي قد تبدو طبيعية لدى استخدام أساليب التصوير الاشعى الأخرى. ولعمل الأشعة المقطعية بالانبعاث البوزيتروني، يجب استخدام مقادير شديدة الصغر من مواد ذات نشاط إشعاعي تسمى النظائر المشعة. ويتم إلحاق النظير المشع على مادة مضيفة مثل الجلوكوز أو هرمون تستخدمه الأنسجة بنشاط لتصويره عن طريق المسح بالأشعة المقطعية ذات الانبعاث البوزيتروني. ويحقن خليط المادة المشعة، والمادة المضافة في تيار الدم، حيث تسير نحو الأجزاء المراد تصويرها من الجسم، وتتركز داخل الأنسجة الأكثر نشاطاً من الناحية البيولوجية. وقد اتخذ هذا الأسلوب في التصوير اسمه من جزيئات البوزيترون التي ينتجها النظير المشع الذي يصطدم بجزيئات أخرى ليطلق أشعة جاما. وتقوم حلقة كبيرة من المستشعرات حول الرأس أو الجسم بالتقاط أشعة جاما. ثم يقوم جهاز حاسب آلي بعد ذلك بترجمة هذه المعلومات إلى صورة تفصل تركيب الأعضاء وكذلك المناطق ذات النشاط المرتفع والمنخفض من خلال التغيرات في اللون. تستخدم هذه الأشعة أساسا في الأغراض البحثية، أكثر من استخدامها في تشخيص المرض. والأكثر شيوعاً، استخدامها في دراسة وظائف المخ أو القلب. وعلى سبيل المثال، أثناء نوبة الصرع، قد ترى أجزاء المخ المسؤولة عن الصرع ذات نشاط زائد، بمعنى أنها تقوم بوظيفة الجلوكوز بنشاط ومن ثم يتركز فيها النظير المشع بشكل أكثر. ولما كانت كمية النشاط الإشعاعي المستخدمة شديدة الضآلة، فإن هناك مخاطرة محدودة مرتبطة باستعمال هذا الأسلوب، وهو إجراء لا يسبب ألماً. ويعتقد بعض الأطباء أن التصوير بالانبعاث البوزيتروني سوف يستبدل بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي وهو إجراء أقل تعقيدا لا يحتاج لحقن مادة مشعة داخل الجسم.
