La différence la plus significative entre les cellules cancéreuses et les cellules normales est leur tendance à proliférer de manière incontrôlée et rapide. Cette prolifération élevée entraîne une consommation d'énergie et de substances bien plus importante que la normale. La technologie d'imagerie TEP/TDM est basée sur cette différence métabolique. Des substances fortement utilisées par les cellules cancéreuses, telles que les sucres, les protéines et certains éléments constitutifs spéciaux, sont marquées radioactivement. Lorsque ces substances marquées sont administrées dans le corps, elles sont davantage absorbées par les tissus cancéreux présentant une activité métabolique élevée et sont visualisées avec précision par un scanner TEP. L'appareil TEP/TDM aide au diagnostic en détectant l'emplacement et l'activité des tissus cancéreux par cette méthode.