放射性同位素的原子核不穩(wěn)定，能夠自發(fā)地衰變，同時(shí)釋放出射線(xiàn)，可以被核儀器探測(cè)。在臨床上，能用于核醫(yī)學(xué)診斷的放射性同位素的種類(lèi)很多，常用的有锝-99m、碳-11、氮-13、氧-15以及碘-131和碘-135等。

診斷中使用的放射性同位素半衰期要短。放射性同位素衰變的快慢，通常用“半衰期”來(lái)表示。半衰期是指一定數(shù)量放射性同位素的數(shù)目減少到其初始值一半時(shí)所需要的時(shí)間。如磷-32的半衰期是14.3天，也就是說(shuō)，假使原來(lái)有100萬(wàn)個(gè)32P原子，經(jīng)過(guò)14.3天后，只剩下50萬(wàn)個(gè)了。半衰期越長(zhǎng)，說(shuō)明衰變得越慢；半衰期越短，說(shuō)明衰變得越快。核醫(yī)學(xué)診斷用的放射性同位素，其半衰期一定要短，注射入患者體內(nèi)之后能夠迅速衰變?yōu)榉€(wěn)定核素，這樣才能將對(duì)患者及周?chē)h(huán)境造成的影響降到最低。如果我們選擇半衰期長(zhǎng)的放射性同位素，做完檢查后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，放射性同位素在其體內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生輻射，就會(huì)對(duì)患者及其周?chē)H友造成一定的影響。

放射性同位素在衰變時(shí)，可發(fā)射α射線(xiàn)、β射線(xiàn)或γ射線(xiàn)等不同種類(lèi)和能量的射線(xiàn)，其中，γ射線(xiàn)的穿透能力較強(qiáng)，易于被探測(cè)器測(cè)量。而α射線(xiàn)、β射線(xiàn)的穿透能力較弱，很難被探測(cè)器檢測(cè)。核醫(yī)學(xué)診斷常用的放射性同位素多為直接或間接產(chǎn)生γ射線(xiàn)，以便于被探測(cè)和成像分析。

另外，診斷用放射性同位素還要有特定的組織親和性。當(dāng)然，選用的放射性核素?zé)o論在輻射毒性還是化學(xué)毒性上都應(yīng)該是無(wú)毒或低毒的。