O scanare PET, sau tomografie cu emisie de pozitroni, produce imagini ale activității cerebrale prin detectarea distribuției unui trasor radioactiv, de obicei o formă de glucoză. Regiunile care consumă mai multă glucoză par mai active.

Participantul primește o mică injecție cu trasor, apoi efectuează o sarcină sau se odihnește în timp ce detectorii din jurul capului înregistrează pozitronii emiși. Un computer reconstruiește datele în imagini care arată activitatea metabolică relativă. PET a fost utilizat pentru a studia corelațiile neuronale ale limbajului, memoriei, emoției și diferitelor tulburări psihiatrice și neurologice. De asemenea, poate urmări distribuția receptorilor specifici neurotransmițătorilor atunci când se utilizează compuși marcați corespunzător.

Rezoluția spațială este mai mică decât cea a RMN-ului, iar utilizarea materialului radioactiv limitează frecvența scanării. În multe scopuri de cercetare, RMN-ul funcțional a înlocuit în mare măsură PET-ul, deoarece nu necesită injecții și poate fi repetat mai ușor. PET-ul rămâne valoros pentru anumite întrebări clinice și pentru studierea țintelor moleculare pe care RMN-ul nu le poate aborda.

Când întrebarea este care regiuni ale creierului sunt active metabolic în timpul unei anumite stări sau sarcini, PET oferă un răspuns direct.