核医学科创建于1993年，本科室以PET/CT、ECT和肿瘤的核素内放射治疗为主要特色，拥有一支训练有素、有专业精神的高素质医护人员队伍。倚靠中山大学附属肿瘤医院强大的医疗、科研、教学力量，核医学科从设备配置到技术应用上都实现了国内一流肿瘤中心的要求，是华南地区重要的核医学科教研基地。
2014年，科室引进了型号为西门子BiographymCTS(64)的PET/CT，该机综合了最新一代52环高清PET扫描仪的高灵敏度、高分辨率、高速度和大视野等优点与64层螺旋CT的所有功能，与目前现有的PET-CT相比，具有四大优势：大视野和高灵敏采集PET图像，使检查时间缩短1/3以上；患者放射性药物用量减少，加上CT辐射剂量降低，患者总体接受的辐射剂量大幅下降；超高清的图像处理技术，有效提高分辨率并改善图像对比度，增强了对微小病灶的检出能力；扫描孔径增大至78cm，显著提高了检查效能与扫描舒适度，该PET/CT系统能更早期发现病变与更精确的定位病变。
2019年，科室引进了全球首台全景动态扫描PET/CT，拥有194cm超大轴向视野、30-40倍的超高灵敏度（与传统PMT系统相比）、2.9mm超高分辨率，凭借超高分辨率和超高灵敏度，实现超高信噪比图像，清晰显示精细结构成像和超清功能成像。并能以超短的时间和超低剂量实现全身4D动态成像，能够精准定位肿瘤病灶，全面评估预后疗效。同时为药物研发和肿瘤精准诊疗提供巨大的帮助，为科室临床研究与未来发展提供坚实的护盾。
同年，科室还引进了“时空一体”超清TOFPET/MR,其采用3D神经网络，精准确定MR图像中不同组织对应的PET衰减值，实现各床位组织智能精细分割，大幅提高PET图像质量和定量准确性，同时采用深度学习算法，实现全身自动精准定位，可根据所识别器官智能调节扫描床位，针对病灶精准成像。对于头部、鼻咽、肝脏、盆腔等部位的肿瘤诊断有着独特的优势。作为最新型的高端医学影像设备，为科室特色诊疗和紧跟国际一流核医学科的发展脚步提供了有力的保障。
于此同时，科室即将于2021年下半年装配GE公司的PETtrace860回旋加速器系统（16MeV），建立自主的药物生产与研发平台，将应用于正电子同位素、临床常用标记药物等的生产和研发，科室的基础技术水平、科研力量、教学水平将再度提升一个台阶。
在科研上，科室以临床研究为主，基础研究围绕临床进行。先后负责和参与国家、省部委等十余项各类科研课题的科研工作，现承担省自然科学基金、国家卫生部基金、广州市重点科技攻关项目、中山大学重点学科建设项目等科研项目各一项。曾获国家教委科技进步三等奖，中山医科大学科技二等奖。本科室还同时承担研究生、本科生、专科生的教学和临床实习及进修生课堂教学工作。
目前核医学科共有医、技、护人员七十余人，正副高级教授3名，已成为核素诊断、治疗和科研于一体的综合性科室。现已开展肿瘤、心脏和脑等疾病的PET/CT检查和SPECT显像诊断工作,并开展利用PET/CT进行放疗生物靶区勾画的研究工作。
科室现承担研究生、本科生、专科生的教学和临床实习及进修生课堂教学工作，同时负责和参与国家、省部委等十余项各类科研课题的临床科研。
1.2003年度国家自然科学基金项目：自杀基因联合125-I靶向治疗鼻咽癌的实验研究
2.广东省自然科学基金：186Re标记BAC5单抗片断治疗鼻咽癌的实验研究；
3.广州市重点科技攻关项目：核素内放疗剂量计划系统的研制
4.中山大学重点学科建设项目：肿瘤（难治性和复发性非何杰金淋巴瘤等）的核素导向治疗研究
5.中山大学肿瘤防治中心基金：放射性碘治疗乳腺癌的实验研究
6.国家“十五”攻关项目：乳腺癌保乳手术的综合治疗研究
7.广东省自然科学基金项目：基于SPECT/CT扫描的核素剂量精确计算及应用
8.国家自然科学基金：188Re-G9-PYM联合治疗食管癌的实验研究
10.2009年度国家继续教育项目：“肿瘤核医学新进展”研讨班（授予Ⅰ类学分10分）
科研方向：鼻咽癌免疫显像及基因显像和基因治疗研究等，各种骨转移瘤内放射治疗，肿瘤前哨淋巴结的显像研究，核素内放疗剂量计划系统的研究，肿瘤放射性粒子的植入治疗和肿瘤（难治、复发性非何杰金淋巴瘤、肝癌、恶性胶质细胞瘤、类癌等）放射性核素靶向治疗。现承担省自然科学基金、国家卫生部基金、广州市重点科技攻关项目、中山大学重点学科建设项目等科研项目各一项。
获奖情况：国家教委科技进步三等奖，中山医科大学科技二等奖。
