Los radioisótopos se utilizan ampliamente en medicina nuclear para explorar estructuras y funciones corporales in vivo (en el cuerpo vivo) con una invasión mínima al órgano o sitio de tratamiento. Radioisótopos que contienen combinaciones inestables de protones y neutrones. Los radioisótopos también se utilizan en radioterapia (radioterapia) para tratar algunos cánceres y otras afecciones médicas que requieren la destrucción de células dañinas.
Los radioisótopos permiten obtener imágenes de alta calidad de huesos y órganos blandos y varias técnicas de diagnóstico en medicina nuclear utilizan trazadores que emiten rayos gamma. Los trazadores se forman a partir de la unión de radioisótopos de vida corta con compuestos químicos que permiten apuntar a regiones corporales o procesos fisiológicos específicos. El radioisótopo más utilizado en medicina es el tecnecio-99m. Los radioisótopos se pueden fabricar de varias formas; lo más común es mediante activación de neutrones en un reactor nuclear.