正电子发射断层扫描是利用核医学手段进行癌症诊断的方法之一，其设备昂贵。PET检查一直被认为做一次检查就能发现身体内最小的癌变，被称为是目前癌症检查的最有效手段，PET也因此被迅速推广。利用PET进行癌症检查时，需要向被检查者注射含有放射性物质的药剂，通过计算机成像，医务人员观察集中在癌症附近的放射线，就可以发现癌症。
日本国立癌症中心的癌症预防诊断研究中心，在2004年2月开始的一年时间内，约有3000人通过超声波、CT、血液检查和PET检查，诊断出150个癌症病例。但是该中心发现，在这150个病例中，经由PET诊断出的癌症病例只有23人，仅占全部发现癌症病例的15%。其余85%的癌症病例都是由超声波、CT和内窥镜等其他方法发现的，而PET并没有检查出这部分患者患有癌症。
在国立癌症中心发现的150个癌症病例中，大肠癌为32人，PET发现的为4人，占13%;胃癌患者22人，由PET诊断出的只有1人，仅占4%%。PET发现的癌症多为肺癌，它在28位肺癌患者中发现6例，发现率为21%;在甲状腺癌的11位患者中，由PET发现的癌症为4人，占36%。
