تلعب الهندسة العملياتية الحيوية دورًا هامًا في الطب النووي. فهي تعمل على تطوير وتحسين الأساليب والتقنيات المستخدمة في توليد وتصنيع المواد النووية المستخدمة في الطب النووي، وتحسين العمليات المستخدمة في إنتاج الصور الطبية الدقيقة.
كما تساعد الهندسة العملياتية الحيوية على تحسين التأثيرات الجانبية للعلاجات النووية، من خلال تصميم عمليات معالجة وتحسين دقة التصوير، وتقليل تداخل الجرعات.
وتساهم الهندسة العملياتية الحيوية أيضًا في تطوير وتحسين طرق التشخيص النووي، مثل تصوير الاستشعار الحيوي والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي، وأنظمة الرصد المستخدمة في البحث الحيوي.