Bei einer S. werden Patienten bestimmte (radioaktiv markierte) Substanzen verabreicht, die sich anschließend typisch in den zu untersuchenden Organen (z. B. Schilddrüse) bzw. Geweben (z. B. Knochen) anreichern. Die aus dem Körper austretende Strahlung wird mit geeigneten Geräten registriert. Das sich ergebende Verteilungsmuster der Aktivität (als Bild oder Szintigramm) ist typisch für ein gewisses Organ, bzw. gibt Anhaltspunkte für eine bestimmte Erkrankung. Ein "kalter" Knoten der Schilddrüse speichert z. B. typischerweise die markierte Substanz nicht, ein "heißer" Knoten dagegen besonders stark.