1-مطالعه به روشINVIVO :

   در این روش تشخیصی ماده پرتوزا ترجیحا از طریق وریدی وارد بدن بیمار میشود وسپس از عضو یا اعضایی از بدن به منظور تعیین میزان جذب ماده پرتوزا تصویربرداری میشود. با ردیابی و آشکارسازی پرتوهای ساطع شده مسیر حرکت،محل استقرار و علایم به جامانده از این عناصر مورد مطالعه قرار میگیرد.به عبارت دیگر پزشکی هسته ای متکی بر فیزیولوژی سلولی است و ویژگیهای فیزیولوژیک و بیو شیمیایی هر عضو و قرار گرفتن ماده پرتوزا در سلولهای آن،تصویرنگاری از اندامهای بدن را امکان پذیر می سازد.

2- مطالعه به روشINVITRO:

   در این روش تشخیصی از رادیوایزوتوپ ها به عنوان ردیاب جهت نشاندارکردن نمونه های گرفته شده از بیمار نظیر خون،ادرار،سرم و....استفاده می شود. با روش رادیوایمونوسی، اندازه گیری مقادیر بسیار کم هورمون ها ومواد داخل مایعات بدن امکان پذیر می باشد.

3_ درمان با استفاده از رادیوداروها:

      در پزشکی هسته ای از بعضی از رادیوداروها هم در تشخیص وهم در درمان بیماریها استفاده می شود  به عبارت کلی تر در پزشکی هسته ای از پرتوهای گاما جهت تصویربرداری از اعضاء بدن واز پرتوهای بتا جهت درمان بیماریها استفاده می شود.