Ústav nukleární medicíny poskytuje klinickým pracovištím kompletní spektrum současných diagnostických vyšetření v oboru nukleární medicíny včetně hybridní pozitronové a jednofotonové emisní výpočetní tomografie (PET/CT a SPECT/CT), speciální laboratorní vyšetření a ambulantní terapii radionuklidy. Vedle běžných výkonů se specializuje na vyšetření kardiologická (perfuze a metabolismus srdečního svalu), onkologická (molekulární diagnostika PET/CT, pozitivní scintigrafie nádorů SPECT/CT, vyšetření sentinelových uzlin, aj.) a neurologická (perfuze mozku, mapování aktivity receptorů). V poslední době se zaměřuje také na rozvoj scintigrafické diagnostiky v lymfologii (lymfoscintigrafie) a endokrinologii (scintigrafická lokalizace příštítných tělísek).
Klinické oddělení ÚNM se řadí k největším pracovištím nukleární medicíny v ČR. Je vybaveno moderním skenerem PET/CT Discovery 690 (GE Healthcare) s vylepšeným prostorovým rozlišením pomocí metod "Time of Flight" a "Resolution Recovery" a 5 scintilačními kamerami, z toho 2 hybridními systémy SPECT/CT, 1 tomografickou kamerou SPECT a 2 planárními kamerami. Současné technické vybavení umožňuje provádět kvalitní scintigrafickou diagnostiku, zavádět nové vyšetřovací metody a podílet se i na jejich vývoji.
Pracovníci ústavu se dále podílejí na výuce studentů lékařství včetně postgraduální specializační průpravy v oboru nukleární medicíny a dalších lékařských oborech, na přípravě studentů postgraduálního studia výzkumného zaměření a na výuce bakalářských zdravotnických oborů. Výzkum je zaměřen na klinickou problematiku nukleární kardiologie, neurologie a onkologie, vývoj nových metod vyšetření a hodnocení obrazů v lymfologii a endokrinologii, standardizaci a kvantifikaci výsledků scintigrafických nálezů ledvin a močových cest, na vývoj nových metod funkčního zobrazení a výpočetního zpracování obrazů a na optimalizaci a kvantifikaci tomografického zobrazení SPECT. Při řešení této problematiky ústav spolupracuje s ústavy AV ČR a partnerskými pracovišti v Rakousku, Německu, Belgii, Norsku, Švédsku, Velké Británii, Jižní Africe a USA.