PET-CT este unul dintre cele mai eficiente sisteme de imagistică existente la momentul actual. Este utilizat în special în domeniul oncologiei, în detectarea tumorilor, determinând gradul de diferențiere a tumorii, planificarea radioterapiei, evaluarea răspunsului la tratament și, în unele cazuri, în determinarea caracterului benign sau malign al masei tumorale.

​

Deoarece imagistica PET-CT permite screeningul simultan al întregului corp, aceasta permite și determinarea gradului de răspândire al bolii la alte organe sau estimează dacă acest lucru a avut loc deja. PET-CT oferă, de asemenea, răspunsuri la întrebări legate de prezența unei boli active după tratament, precum și de cât de eficient a fost tratamentul.

​

PET-CT este utilizat și pentru identificarea focalizării epileptogene, în cazuri neurologice, precum boala Alzheimer, și pentru detectarea țesutului cardiac valabil în urma unui atac de cord.