正电子发射计算机断层扫描（英语：Positron emission tomography，简称PET）是一种核医学临床检查的成像技术。PET技术是当前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术，具有无创伤性的特点并能提供全身三维和功能运作的图像。正电子发射计算机断层扫描既是医学也是研究的工具。在肿瘤学临床医学影像和癌扩散方面的研究方面有着大量的应用。
进行扫描前，人们使用半衰期较短的放射性示踪剂同位素（或称为显影剂，如氟化脱氧葡萄糖，其放射性同位素为氟-18，常用于肿瘤成像），其衰变过程会放射出正电子，将其通过化学反应置换到生物体容易代谢的分子里，然后把它注射入生物体内（通常进入血液循环）。人们需要等待一段时间，使该分子进入生物体的代谢系统中（常用的氟化脱氧葡萄糖，糖类的一种，一般等待时间在一个小时左右）并集中于需确认的器官，然后将实验对象或患者安置在影像扫描仪上。
当注射到人体内的放射性同位素经历正电子放射衰变时（又称为正电子的β衰变），它释放出一个正电子（即一个电子相对应的反粒子）.在经历了几个毫米的旅行后，正电子将会与生物体中的一个电子遭遇并产生电子对湮灭，产生一对湮灭光子射向几乎背对背的两个方向。当它们遇到侦测器中的闪烁晶体物质时，会造成一点光亮，而被光敏感的光电倍增管或雪崩光电二极管所探测到。此种技术依靠对于一对光子的并发事件（同时事例）探测，非同时发生抵达侦测器（即相差几个纳秒以上的时间）的光子将被视为背景事件而不考虑在其中。
PET扫描器获得的原始数据是一系列由探测器获得，由正子与电子湮灭产生的一对光子的并发事件。每个并发事件背后，有一个正电子逸出，从而引发一个湮灭事件，在空间中同时射出背向的两个光子并被捕捉到。
并发事件重组成投影图像，成为sinograms。sinograms被多角度和方向排列组合后，构成3维图像。普通的一次PET扫描，数据量达到几百万个事例，而相对于电脑断层扫描（CT）则可以达到几十亿个事例。由此可见，PET数据遭遇的散射和偶发事件（即背景事件）比率远比CT为多。
事实上，人们需要非常多地对数据进行预处理，校正由随机并发造成的影响，估计并去除散射的光子，探测头不工作期（dead-time、每次探测到一个光子之后，探测头需要一个短暂的恢复时间）的校正，及探测器敏感性校正（为探测头内在敏感性及由于并发事件发生的角度产生的敏感性）。
PET扫描是非侵入性的，但是会暴露在放射性同位素下。放射总量很少，通常在7个毫单位西弗（Sv）左右。与之相比，在英国平均每年环境辐射达到2.2 mSv，胸部X光辐射0.02 mSv，CT胸部辐射8 mSv，空中乘务人员每年接受辐射2-6 mSv，而在康沃尔郡每年环境辐射达到7.8 mSv。（数据来源，英国国家辐射保护协会）。然而，在临床应用领域，PET一般与CT同时运用，介于PET对软组织成像的优势结合成熟的CT技术，PET/CT是现在商业PET的主要形式，市面上几乎没有独立的医用PET销售。
