Los técnicos en medicina nuclear aplican procedimientos de medicina nuclear para diagnosticar y tratar enfermedades. En los procedimientos de diagnóstico, los técnicos en medicina nuclear manejan cámaras que detectan y captan la droga radioactiva en el cuerpo del paciente para crear una imagen de diagnóstico. Los técnicos en medicina nuclear preparan y administran los radiofármacos (drogas radioactivas) a los pacientes, por boca o por medio de inyecciones. Una cámara sensible a la radiación sigue el camino del radiofármaco por todo el cuerpo. Las áreas anormales muestran concentraciones de radioactividad mayores o menores a lo esperado.

Los técnicos en medicina nuclear también analizan la interacción de muestras de orina y de sangre con materiales radioactivos para determinar los niveles de hormonas y de drogas. Otras responsabilidades pueden incluir mantener los registros precisos de la cantidad de tratamiento que recibe cada paciente, desechar los residuos radioactivos, mantener el inventario y seguir las normas de seguridad para limitar la exposición radioactiva.

El área de la medicina nuclear continúa en crecimiento a medida que se elaboran nuevas drogas radioactivas y cambia la tecnología. Esta área se inclina cada vez más hacia las imágenes celulares y moleculares ya que pueden evaluarse en forma más temprana las células cancerígenas y otros procesos de enfermedades, lo que llevará a aplicar los tratamientos con mayor anticipación y, como consecuencia, mejorará el índice de recuperación.

Áreas de especialización
La mayoría de los técnicos en medicina nuclear son generalistas y no se especializan en ninguna población o enfermedad.

Sin embargo, las nuevas tecnologías permiten a los técnicos optar por trabajar en áreas de especialización, como centros de cardiología o centros de TEP (tomografía por emisión de positrones), que posibilitan a los médicos hallar y determinar el estadio de un cáncer (o determinar cuán avanzado está).

Entorno laboral
De acuerdo con el Departamento de trabajo, la mayoría de los técnicos en medicina nuclear trabajan en hospitales, si bien algunos trabajan en consultorios médicos y en centros de diagnóstico por imágenes.
Si un técnico en medicina nuclear trabaja en un hospital, es posible que su horario de trabajo incluya horas de la noche y de los fines de semana; asimismo, también podrá recibir llamadas por trabajo una vez finalizado su horario laboral. Los turnos de trabajo en la noche y los fines de semana, y responder a las llamadas después del horario laboral constituyen oportunidades de pago adicional.