النظائر المشعة الطبيعية هي أنواع من العناصر التي تطلق إشعاعات مشعة بشكل طبيعي دون أن تكون تحت السيطرة البشرية، ويتم استخدامها في العديد من التطبيقات الطبية مثل:
1- النسخ بالتيار الإيجابي (positron emission tomography أو PET): ويتم من خلاله استخدام النظائر المشعة لإنتاج صور مقطعية لأجزاء داخلية من الجسم، مما يتيح للأطباء الكشف عن الأمراض الخبيثة والناتجة عن التغيرات الجزيئية.
2- علاج الأورام السرطانية: وذلك عن طريق استخدام النظائر المشعة بحيث يتم حقنها داخل الجسم وتتراكم في خلايا الأورام، وعندما تتحلل تطلق إشعاعات تساعد في قتل الخلايا السرطانية.
3- علاج أمراض الغدة الدرقية: ويتم من خلاله استخدام النظائر المشعة اليود، الذي يوضع في فم المريض أو يحقن في الوريد ويتم تجمعه في الغدة الدرقية، والتي تساعد في قتل الخلايا غير الصحية في الغدة.
4- علاج العظام الأسفنجية: ويتم من خلاله استخدام النظائر المشعة لتدمير الأنسجة المتضررة في العظام وإنتاج خلايا جديدة وأنسجة صحية في المناطق المتأثرة.
5- تحديد تاريخ الحفريات الأثرية: وذلك عن طريق قياس نسبة الكربون المشع الذي يتحلل من الحيوانات والنباتات المحفوظة في الحفرية لتحديد تاريخها وعمرها.