放射性核素成像是一种医学成像，通过静脉给予放射性物质后检测辐射来产生图像。心脏放射性核素成像有助于确定胸痛的病因。
在放射性核素显像中，医生会将一种微量的放射性物质（放射性核素）作为示踪剂注入静脉。患者从放射性核素中接受的辐射量很小。示踪剂可释放 γ 射线，可被伽玛照相机检测到。计算机会根据收到的信息自动分析并构建图像显示组织摄取示踪剂的多少。
心脏放射性核素显像对于诊断原因不明的胸痛尤其有用。在冠心病患者，通过该项检查可以了解冠脉狭窄对心脏血供及功能的影响。放射性核素显像也用来评估搭桥手术或类似手术后心肌血供的改善情况，并帮助确定心脏病发作后患者的预后。
示踪剂的选择取决于受检者被怀疑的不同种疾病。评估心肌的血流灌注情况时，常用的示踪剂是司他比锝-99m 或铊-201，在运动负荷试验后采集图像。这时心肌细胞摄取示踪剂的量主要取决于局部的血流量。在峰值运动时，心肌缺血区域将显示为放射性稀疏或缺失区（与周围血供正常的心肌区域比较）。如果受检者不能运动，可静脉注射一种药物（如双嘧达莫或腺苷，模拟运动对血流量的影响。
受检者休息数小时后，要进行第二次扫描，以便与运动时的图像相对比。通过这种对比医生可以了解是否存在与冠状动脉狭窄有关的可逆性缺血或瘢痕性不可逆缺血区域，后者与既往发生的心肌梗死有关。
单光子发射计算机断层扫描 (SPECT) 是一类有专门用途的放射性核素显像检查，可以生成一系列计算机增强的横截面图像。亦可进行三维重建。与传统的放射核素显像相比，SPECT 可提供有关功能、血流及异常的更多信息，但受检者的辐射暴露量也更大。
多门控采集 (MUGA) 是一类有专门用途的放射性核素显像检查，可以提供有关心脏泵血功能的信息。它不常用，因为可以从超声心动图中获得类似的信息，而超声心动图检查不会使人受到辐射暴露。
放射性核素显像使用的放射性物质会在体内停留数天，因此在检查后数天内，受检者在机场过安检时会触发辐射警报。如果患者接受过放射性核素显像，并打算乘飞机旅行或乘坐汽车、火车或轮船跨越国界时，那么应向医生索取病历记录，以备安检人员需要查验时提供。
