רדיו-תרופות משמשות לטיפול ולאבחון של מגוון מחלות באופן לא פולשני.
רדיו-תרופה הינה מולקולה, המורכבת משני רכיבים עיקריים: האחד רדיואקטיבי והשני בעל אופי ביוכימי, ותפקידו לכוון את הרדיו-תרופה לעבר איבר מסוים (איבר המטרה). הרדיו-תרופה מאפשרת לא רק דימות של מטרות מולקולריות (למשל חלבונים) ושל תהליכים פיסיולוגיים או פתולוגיים , אלא אף טיפול ממוקד מטרה. סגוליותה היחסית של הרדיו-תרופה לרקמה נתונה, לחלבון מסוים או לתהליך ספציפי היא שמאפשרת דימות או טיפול ממוקד. לחומרים הרדיואקטיביים המשמשים יש בד"כ זמן מחצית קצר יחסית, והם ניתנים ב"מנה" אופטימלית, המאפשרת דימות ו/או טיפול יעיל, אך בטיחותי.
השימוש ברדיו-תרופות בשלוב עם מכשירי דימות (סורקים/ מצלמות) מתאימים מאפשר קבלת מידע בצורה לא פולשנית אודות תפקוד איברים מסוימים, המצאותן של מטרות מולקולריות ספציפיות ("דימות מולקולרי") ואודות תהליכים פתולוגיים שונים.
