Le service de médecine nucléaire réalise des examens d'imagerie utilisant des radiopharmaceutiques (molécules marquées par un isotope radioactif) à des fins diagnostiques (imagerie) ou thérapeutiques. Ces molécules tracent une fonction physiologique (cœur, rein, poumon,..) ou une pathologie (par ex oncologique) sans interférer avec le métabolisme observé, d'où leur nom de traceurs. 

L’unité d’imagerie de l’hôpital Louis Pradel comporte un plateau médicotechnique spécialisé pour la prise en charge des activités d’imagerie liées à la cardiologie adulte et pédiatrique, à la pneumologie et à l’oncologie thoracique et à l'endocrinologie.

Le service d’Imagerie de l’hôpital Pierre Wertheimer comprend un plateau médicotechnique spécialisé pour la prise en charge des activités d’imagerie liée à la neurologie adulte (neuroradiologie diagnostique et interventionnelle).
Il se compose d'une unité d'imagerie Neuro-Diagnostique et d'une unité  d'imagerie Neuro-Interventionnelle.