ist ein Diagnoseverfahren der Nuklearmedizin, das im Gegensatz zu den morphologisch-/ anatomischen Schnittbildtechniken der Radiologie (CT, MRT) auf molekularer Ebene Informationen beispielsweise über den Stoffwechsel des Körpers gewinnt und diese bildlich darstellt. Dabei bedient sich die Methode schwach radioaktiver, kurzlebiger Isotope (z.B. F-18, Ga-68), die an bestimmte molekulare Bausteine gekoppelt nach intravenöser Injektion vom Körper verstoffwechselt werden und sich in unterschiedlichem Maße im Gewebe anreichern. Neben neurologischen Fragestellungen, z.B. der Darstellung des Glukosemetabolismus des Gehirns im Rahmen der Differentialdiagnostik einer Demenz bzw. der Früherkennung der Alzheimer-Krankheit ist das hauptsächliche Einsatzgebiet der PET die Onkologie. Auch hier ist die am häufigsten angewandte Untersuchung die PET mit F-18 FDG (Fluordeoxyglukose), einem Traubenzuckeranalogon, das aufgrund des hohen Zuckerverbrauchs von den meisten bösartigen Tumoren verstärkt aufgenommen wird. Daneben stellt die Radiochemie der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin weitere Radiopharmaka zur Verfügung, welche spezifisch für bestimmte Tumoren sind und deren Detektion ermöglichen, beispielsweise Ga-68 DOTA-TATE für die Diagnostik neuroendokriner Tumoren, F-18 Cholin für die Diagnostik von Prostatakrebs (Prostataerkrankungen) und F-18 FET für die Diagnostik von Gehirntumoren. Bei onkologischen Fragestellungen wird die PET mittlerweile oft in Kombination mit der Computertomographie an hochmodernen PET/CT-Hybridgeräten durchgeführt, wodurch die Methode eine weitere Optimierung erfahren hat (PET/CT).