En PET-skanning, eller positronemissionstomografi, producerar bilder av hjärnaktivitet genom att detektera distributionen av ett radioaktivt spårämne, vanligtvis en form av glukos. Regioner som konsumerar mer glukos verkar mer aktiva.

Deltagaren får en liten injektion av spårämnet och utför sedan en uppgift eller vilar medan detektorer som omger huvudet registrerar de utsända positronerna. En dator rekonstruerar data till bilder som visar relativ metabolisk aktivitet. PET har använts för att studera de neurala korrelaten mellan språk, minne, känslor och olika psykiatriska och neurologiska störningar. Den kan också spåra distributionen av specifika neurotransmittorreceptorer när lämpligt märkta föreningar används.

Den rumsliga upplösningen är lägre än för MR, och användningen av radioaktivt material begränsar skanningsfrekvensen. För många forskningsändamål har funktionell MR till stor del ersatt PET eftersom den inte kräver någon injektion och kan upprepas mer fritt. PET är fortfarande värdefull för vissa kliniska frågor och för att studera molekylära mål som MR inte kan adressera.

När frågan är vilka hjärnregioner som är metaboliskt aktiva under ett visst tillstånd eller en viss uppgift, ger PET ett direkt svar.