核医学科于1986年建科，经过30余年的发展，现已成为技术队伍精良，人员结构合理，仪器设备齐全，以心肺血管核医学影像诊断、科研为重点，集医、教、研及国际交流为一体的临床科室。目前在编人员20人，其中主任医师2人，副主任医师2人，主治医师2人，住院医师3人，主管技师6人，技师1人，助理研究员1人，护士2人，小动物实验技术员1人，其中博士后2人，博士学位2人，硕士学位5人。首都医科大学硕士、博士生学位培养点。科室曾有多人担任中华核医学学会全国常委、北京核医学分会主委、副主委、委员等职务。
    拥有的影像设备包括PET/CT(BiographmCT)、带有“刻骨”技术的SPECT/CT(SymbiaIntevo)、小动物PET/CT(Inveon)、EclipseHP回旋加速器等。
    开展的诊疗项目包括PET/CT18F-FDG全身肿瘤显像、检测“存活心肌”18F-FDG心肌葡萄糖代谢显像、脑葡萄糖代显像、静息+负荷(运动或药物)心肌血流灌注显像、SPECT/CT全身骨显像、肾动态肾小球滤过率显像、肾动态肾小管分泌功能显像、肺灌注/通气断层显像、甲状腺显像、唾液腺显像、眼眶显像以及碘131甲亢治疗、锶89肿瘤骨转移瘤治疗、碘125粒子治疗项目(用于前列腺、肝癌、胰腺癌、肺癌等)等诊疗项目。
    设有普通门诊(周一至周五)和专家门诊(周二、三上午知名专家门诊，周一、四、五上午和周三下午专家门诊)。
    核医学科在开展临床工作的同时，也具有强大的科研能力。以小动物PET/CT、PET/CT、SPECT/CT、回旋加速器等高等设备，大/小动物专业建模团队和科研人员为基础搭建的分子影像平台，能“一站式”地进行活体、实时的分子显像，评价不同组织脏器的血流灌注、代谢活性以及神经受体活性，十分定量测定心脏和脑的血流量和血流储备，葡萄糖代谢率等，对于疾病的准确诊断，疗效判断，估测预后以及药物研发方面具有重要价值，是实现精细准确医学和高精尖基础研究必不可少的手段。
    科室在易损斑块的多靶点探针、新型分子探针的放射性标记、动物实验以及临床前研究方面具有深厚的研究基础。先后承担多项国家自然科学基金、首都卫生发展专项基金、北京市自然科学基金、北京市优良人才项目、医管局“青苗”计划培训项目。发表SCI文章和核心期刊论文百余篇，获得多项国家发明＊＊。作为国家药物临床实验机构专业之一，承担多项药物临床试验。
    与美国加利福尼亚州立大学洛杉矶分校(UCLA)分子医学药理系、维也纳大学总医院、霍普金斯大学医学院核医学科、日本国立循环中心分子影像中心、德国慕尼黑大学分子影像中心、苏黎世大学核医学科、日本国立循环中心分子影像中心等单位保持良好的合作关系。
    自1997年起承担首都医科大学第六临床和第五学院医疗系本科和七年制，预防医学系本科生的核医学课堂授课教学及临床见习工作。2012年起承担首都医科大学国际学院学生见习带教工作。已培养首医大影像与核医学专业硕士研究生9名，博士研究生1名。目前在读硕士研究生1名，博士生1名。