La sostanza utilizzata è glucosio (lo zucchero comunemente utilizzato dalle nostre cellule), precedentemente marcato, cioè modificato in modo da emettere positroni (che sono delle particelle della materia simili agli elettroni, ma con carica opposta). Il glucosio marcato viene somministrato al paziente in una vena (via endovenosa) attraverso un piccolo ago. Da lì esso si muove attraverso il corpo fino a raggiungere l'organo interessato, laddove, se sono presenti delle cellule tumorali, si accumula. Lo strumento lo segue nel suo percorso, ricavando dei dati che vengono rielaborati al computer, fornendo un'immagine istantanea. Il medico interpreta tale immagine, formulando una risposta sulla funzionalità dell'organo preso in esame. La PET è particolarmente usata per indagare il cervello. Essa fornisce anche informazioni accurate sulle dimensioni e sulla diffusione dei tumori, anche in zone del corpo distanti da quella in cui il tumore si è generato (metastasi). Ciò è molto importante per definire qual è la terapia più giusta da seguire e, una volta iniziata la terapia, per valutare se questa ha avuto successo e se è opportuno continuarla. L'esame di una regione dura circa 30 minuti; un esame di tutto il corpo circa 60 minuti. Non è pericoloso. La quantità di radiazione ricevuta, infatti, non è maggiore di quella di una normale radiografia. E' necessario che dopo l'iniezione del radiofarmaco il paziente resti sdraiato in una stanza buia con gli occhi chiusi. Successivamente sarà condotto nella stanza per l'esame, rimanendo su di un lettino con un anello per evidenziare la radioattività (emissione di positroni) che lo circonda. Per completare l'esame bisogna eseguire numerose misurazioni, durante le quali il paziente deve muoversi il meno possibile, affinché le immagini non risultino mosse. Il paziente che deve essere sottoposto ad esame deve essere a digiuno da almeno otto ore, ma può comunque bere in tale tempo acqua o tè non zuccherato.