Pemindaian PET, atau pemindaian tomografi emisi positron, menghasilkan citra aktivitas otak dengan mendeteksi distribusi zat pelacak radioaktif, biasanya berupa glukosa. Daerah yang mengonsumsi lebih banyak glukosa akan tampak lebih aktif.

Partisipan menerima suntikan kecil zat pelacak dan kemudian melakukan tugas atau beristirahat sementara detektor di sekitar kepala merekam positron yang dipancarkan. Komputer merekonstruksi data menjadi gambar yang menunjukkan aktivitas metabolisme relatif. PET telah digunakan untuk mempelajari korelasi saraf dari bahasa, memori, emosi, dan berbagai gangguan kejiwaan dan neurologis. PET juga dapat melacak distribusi reseptor neurotransmiter spesifik bila digunakan senyawa berlabel yang sesuai.

Resolusi spasialnya lebih rendah daripada MRI, dan penggunaan bahan radioaktif membatasi frekuensi pemindaian. Untuk banyak tujuan penelitian, MRI fungsional sebagian besar telah menggantikan PET karena tidak memerlukan injeksi dan dapat diulang lebih bebas. PET tetap berharga untuk pertanyaan klinis tertentu dan untuk mempelajari target molekuler yang tidak dapat ditangani oleh MRI.

Ketika pertanyaannya adalah wilayah otak mana yang aktif secara metabolik selama kondisi atau tugas tertentu, PET memberikan jawaban langsung.