瑞金医院核医学科是利用放射性核素进行疾病诊断与治疗的学科，是核医学专业硕士及博士授予点，目前拥有终身1人，主任医师2人，副主任医师1人，主治医师3人。

在诊断方面：核医学科拥有目前世界上的诊断仪器之一——PET，能进行肿瘤的诊断、原发灶寻找及疗效的监测和心脑疾病的诊断。核医学科拥有双探头的SPECT，能进行全身各脏器的显像及功能检查。另外，核医学科还拥有双能X线骨密度仪（骨质疏松症诊断），质谱仪（13C呼气试验检测幽门螺旋杆菌），肾图仪（肾功能检查），脑血流仪（脑缺血、偏头痛、老年痴呆等诊断）。在放射免疫诊断方面可以进行131I甲亢治疗的甲状腺功能检测及各种肿瘤标志物的检测。

在治疗方面：核医学科拥有传统的131I甲亢治疗，率高，复发率低；核医学科有骨转移癌的内放射治疗（89Sr），目前已累计治疗患者2000余例，总有效率超过80%；放射性32磷（32P）核素可以治疗真性红细胞增多症和原发性血小板增多症；另外，核医学科的运动磁空间治疗还可以进行脑梗塞、脑缺血、偏头痛、骨质疏松及各种关节疼痛导致的骨痛的治疗。