PET vyšetření neboli pozitronová emisní tomografie vytváří snímky mozkové aktivity detekcí distribuce radioaktivního stopovače, obvykle formy glukózy. Oblasti, které spotřebovávají více glukózy, se zdají být aktivnější.

Účastník dostane malou injekci stopovače a poté vykoná úkol nebo odpočívá, zatímco detektory obklopující hlavu zaznamenávají emitované pozitrony. Počítač rekonstruuje data do obrazů, které ukazují relativní metabolickou aktivitu. PET se používá ke studiu nervových korelátů jazyka, paměti, emocí a různých psychiatrických a neurologických poruch. Může také sledovat distribuci specifických neurotransmiterových receptorů, pokud se použijí vhodné značené sloučeniny.

Prostorové rozlišení je nižší než u magnetické rezonance (MRI) a použití radioaktivního materiálu omezuje frekvenci skenování. Pro mnoho výzkumných účelů funkční magnetická rezonance do značné míry nahradila PET, protože nevyžaduje žádnou injekci a lze ji volněji opakovat. PET zůstává cenným nástrojem pro určité klinické otázky a pro studium molekulárních cílů, na které MRI nedokáže reagovat.

Pokud je otázkou, které oblasti mozku jsou metabolicky aktivní během určitého stavu nebo úkolu, PET poskytuje přímou odpověď.