U radionuklidnom snimanju, u venu se ubrizgava mala količina radioaktivne tvari (radionuklida), nazvana tragačem. Količina zračenja koju osoba prima je mala - manje od one koju proizvodi većina rendgenskih zraka. Tragač emitira gama zrake, koje detektira gama kamera. Računalo analizira ove informacije i konstruira sliku koja pokazuje različite količine tragača koje uzimaju tkiva.
Radionuklidna slika srca posebno je korisna u dijagnostici bol u prsima kada je uzrok nepoznat. Ako su koronarne arterije sužene, radionuklidna slika se koristi kako bi se saznalo kako sužavanje utječe na opskrbu i funkciju krvi u srcu. Snimanje radionuklida također se koristi za procjenu poboljšanja opskrbe krvlju srčanog mišića nakon operacija premosnice ili sličnih postupaka i može se koristiti za određivanje prognoze osobe nakon srčanog udara.
Koriste se različiti tragači ovisno o bolesti koju pokušavamo dokazati. Za procjenu protoka krvi kroz srčani mišić, obično se koriste tehnecij-99 sestamibi ili talij-201, a slike se dobiju nakon što osoba ima test opterećenja. Količina tragača koju apsorbiraju stanice srčanog mišića ovisi o protoku krvi. Na vrhuncu vježbanja, područje srčanog mišića koje ima neadekvatnu opskrbu krvlju (ishemija) apsorbira manje tragača - i proizvodi slabiju sliku - od susjednog mišića s normalnom opskrbom. U osoba koje ne mogu vježbati, intravenozna injekcija lijeka, poput dipyridamola ili adenozina, može se koristiti za simuliranje učinaka vježbe na protok krvi.
Nakon što se osoba odmara nekoliko sati, vrši se drugo snimanje, a dobivena slika se uspoređuje s onom dobivenom tijekom vježbanja. Liječnici tada mogu razlikovati područja srca u kojima je neadekvatan protok krvi reverzibilan (obično uzrokovan suženjem koronarnih arterija) i područja gdje je ireverzibilan (obično uzrokovan ožiljcima zbog prethodnog srčanog udara).
Kompjutorizirana tomografija s jednom fotonom (SPECT), specijalizirana vrsta radionuklidnog snimanja, može proizvesti niz kompjuterski poboljšanih slika presjeka. Također se može proizvesti trodimenzionalna slika. SPECT pruža više informacija o funkciji, protoku krvi i abnormalnosti nego konvencionalna radionuklidna slika.
Višestruko usmjereno stjecanje (MUGA), specijalizirana vrsta radionuklidnog snimanja, može pružiti informacije o funkciji pumpanja srca. Često se ne koristi jer se slične informacije mogu dobiti ehokardiografija, koja ne izlaže osobu zračenju.
Međutim, radioaktivni materijal ostaje u tijelu nekoliko dana, tako da ljudi mogu aktivirati radijacijske alarme u zračnim lukama nekoliko dana nakon zahvata. Ljudi bi trebali pribaviti potvrdu od svog liječnika ako su imali radionuklidnu pretragu i namjeravaju putovati zrakoplovom ili preko međunarodnih granica automobilom, vlakom ili brodom, jer će sigurnosni zaštitari vjerojatno tražiti dokaz.