体の中から外部に向かって出てくる放射線を捕らえて画像化するもので、RI剤を投与して行います。RIはラジオアイソトープ若しくは放射性同位元素といわれるもので、本剤を静脈から注射することで、体内から放射線が放出されます。これをガンマカメラ或いはシンチカメラと言われるもので捕らえて撮影し、診断します。臓器の形状とその動きを見ることが可能でRI検査（あーるあいけんさ）或いはシンチグラフィー若しくは核医学検査などと呼ばれています。またアイソトープ検査やシンチグラムなどとも言われます。ガンマ線などは人体にあまり影響を与えないと考えられており、放射性同位元素はこれを用います。

腎臓や甲状腺、血管などの機能的異常、腫瘍や心筋、肝臓、甲状腺、骨などの形態を詳細に調べることができ、異常が見られる場合、心筋梗塞や甲状腺機能亢進症、副腎機能異常、甲状腺腫瘍、肺癌、肝臓癌、悪性リンパ腫、癌骨転移、肝硬変、肺梗塞などが考えられます。

検査結果はすぐに出るため、病変が認められたら、他の超音波、内視鏡、血液検査などを実施します。これらの情報を総合して比較検討した後、診断が確定することになります。また、詳細に調べるために単光子放射断層撮影や陽電子放射断層撮影なども実施されることがあります。その他、腫瘍が推測されるケースでは、細胞の一部を採取して生検をやったり、腫瘍マーカー検査や細胞診などによって癌なのかどうかを確認します。