Les rayonnements ionisants sont utilisés dans le domaine médical à des fins diagnostiques et/ou curatives. Le terme « imagerie médicale » regroupe les différentes techniques médicales permettant de visualiser le corps aux fins suivantes : évaluer les traitements.
Le rayonnement émis par la matière radioactive administrée est mesuré par des détecteurs qui tournent autour du patient. La transformation en images des mesures prises sous différents angles permet la réalisation d'une image tridimensionnelle de la dispersion dans le corps de la matière radioactive.
Dans le cadre de la radiothérapie, les patients se voient administrer localement des doses élevées de rayonnements dans le cadre du traitement de leur cancer. Ces doses élevées servent à combattre les cellules malignes, tandis que l’on prend soin d’épargner dans la mesure du possible les tissus sains avoisinants.
Dans le domaine de la radiologie, des images diagnostiques sont obtenues au moyen de rayons X, d'ondes sonores ou de champs magnétiques. La radiographie prend une photo représentant l'intérieur du corps avec des rayons X. C’est l'examen le plus ancien et le plus utilisé en imagerie médicale, tant pour la médecine que pour la dentisterie.