Kanser hücrelerinin normal hücrelerden en temel farkı, kontrolsüz ve hızlı çoğalmalarıdır. Bu yüksek metabolik aktivite, normalden daha fazla enerji ve yapı taşı tüketmelerini gerektirir. PET/CT görüntülemesi, kanser hücrelerinin yoğun olarak kullandığı şeker, protein ve belirli moleküller gibi maddelerin radyoaktif olarak işaretlenip vücuda verilmesiyle çalışır. Bu işaretli maddelerin kanserli dokular tarafından yoğun bir şekilde tutulması, cihaz tarafından saptanarak kanserli bölgelerin yeri belirlenir.