تستخدم الكيمياء الإشعاعية في تشخيص الأمراض للعديد من الأسباب العملية، ومن بين هذه الأسباب:
1- إمكانية استخدام الإشعاع لتشخيص الأمراض المتعلقة بالعظام والمفاصل مثل السرطانات وأمراض العظام وغيرها.
2- استخدام الإشعاع في تحديد مستوى نشاط الأورام السرطانية في الجسم، وبالتالي يمكن تحديد العلاج المناسب.
3- استخدام الإشعاع في تشخيص الأمراض القلبية والأوعية الدموية مثل انسداد الشرايين وأمراض القلب الخلقية.
4- إمكانية استخدام الإشعاع في تشخيص الأورام الزائدة في الجسم مثل الأورام الكبدية والكلوية.
5- استخدام الإشعاع في تشخيص الأمراض العصبية مثل السكتات الدماغية والتصلب العصبي المتعدد.
6- تحديد مستوى الدم في الجسم، وعمليات تحقيق السبب الدقيق للأعراض الحرجة والإجراءات المناسبة للتحكم فيها.