PET scan terutama digunakan untuk mendeteksi dan memantau kondisi, termasuk kanker, kelainan neurologis (otak), dan penyakit kardiovaskuler (terkait jantung). Alat ini dapat mendeteksi kanker sebelum kanker tersebut dapat terdeteksi dengan menggunakan teknik imaging lain (misalnya, CT dan MRI scan). Selain itu, alat ini juga memungkinkan dokter Anda menentukan, apakah, dan di mana kanker menyebar ke bagian tubuh lainnya.
PET scan dapat membantu perencanaan pembedahan untuk kejang epileptik dengan cara menunjukkan bagian otak mana yang menyebabkan epilepsi tersebut. Alat ini juga digunakan untuk memeriksa Penyakit Alzheimer dan Parkinson's, karena image yang dihasilkannya dapat menunjukkan area otak yang tidak berfungsi secara normal. Pendeteksian dini mengenai kelainan neurologis ini akan menghasilkan terapi yang lebih efektif.