Die funktionelle, bildgebende Untersuchung von pathophysiologischen Prozessen ist das Ziel der nuklearmedizinischen Diagnostik. Moderne Radiotracer und hochentwickelte Tomographen ermöglichen heutzutage detaillierte in vivo Untersuchungen von Krankheitsprozessen auf molekularer Ebene. Im Bereich der Angiologie können mit der molekularen Bildgebung z. B. pathologische Gefässwandveränderungen im Rahmen der Atherosklerose oder der Vaskulitiden hochsensitiv erfasst werden. Damit wird die Entwicklung von neuen Diagnostik- und Therapiestrategien möglich gemacht. Aber auch ältere, etablierte nuklearmedizinische Verfahren, wie z. B. die Perfusionsbildgebung oder der Blutungs- und Lymphszintigraphie haben mit einer modernen, auf Genauigkeit-gerichteten Umsetzung weiterhin einen festen Stellenwert im diagnostischen Algorithmus.