PET/CT的辐射剂量来源来源于放射性核素和X-CT两部分，其中，PET使用的放射性辐射绝大多数来源于氟-18（18F），18F发射正电子，产生高能γ射线, 对人体有一定辐射，辐射剂量约为2.1×10-2mSv/MBq，一般一次检查使用222～296 MBq,即患者接受一次PET/CT检查，其中PET扫描所需核素产生的辐射剂量约为4.6～6.2 mSv,但是随着设备的更新换代，第三代PET/CT产品，使用的放射性核素剂量可以降低到185 MBq左右,受检者的辐射剂量下降到约3.8mSv。所用的放射性药物为生理代谢物的类似物，如通常所用的18F-FDG为葡萄糖的类似物，无致敏性，对人体不构成危害。所用放射性核素是一种超短半衰期的同位素，衰变很快，在几个小时内就完全从人体内消失。通过多喝水，加速药物排泄，也可适当降低患者接受核素的辐射总剂量。
PET/CT检查的辐射剂量的主要来源于CT扫描，但是PET/CT所用的CT比常规CT剂量要低。日本医学会调查了43个机构肿瘤健康查体时X线CT带来的辐射剂量平均为10.1±7.85 mSv。过去老一代CT检查产生的辐射剂量更大，一般在18mSv以上，而PET/CT中的CT扫描一般采用更低电流量采集，辐射剂量不到常规CT扫描的辐射剂量的1/2，香港大学的研究结果显示，PET/CT检查中CT的有效辐射剂量对女性和男性分别是7.22mSv和7.42mSv。但是，随着PET/CT的更新换代，PET/CT也配备了更先进的CT,扫描时间缩短，辐射剂量也将明显减低。使得PET/CT一次全身检查的辐射剂量由原来的15mSv左右降低到7.5mSv左右（7.0～10.2）。但若使用高毫安扫描模式或增强扫描模式，则CT剂量可高达14.1～18.6mSv，所以PET/CT扫描中增加剂量主要是取决于CT扫描模式，常规PET/CT显像中的CT扫描一般建议采用低剂量（低毫安）扫描模式，可疑脏器则局部采用诊断剂量扫描，尽量减少受捡者的辐射剂量。
毕竟PET/CT检查有一定辐射剂量，与其他医疗检查和治疗一样，如吃药，虽可治疗疾病，但也会有一定的副作用，使用时要权衡利弊；又如手术可有效治疗疾病，但也可能带来一定的组织器官结构或功能的损伤。因此，任何医疗行为要以患者获益，即在代价-获益中找到最佳的节点，严格掌握PET/CT检查的适应症，采用正当化、最优化原则使用PET/CT检查，使受检者得到的受益明显大于风险。
对于肿瘤的积极预防，早期发现早期治疗，70％的恶性肿瘤可以避免，90％可以治愈。美国的一项调查显示：87％的受访者认可常规进行癌症筛查，68％的女性认为筛查可以预防或降低患乳腺癌的风险。美国国家癌症协会估测，通过恰当的筛查手段可避免30％～35％的癌症患者过早死亡。对肺恶性肿瘤筛查数据显示，PET/CT显像肺阳性结果的80％都是肺癌Ⅰ期。由于PET/CT提高了肺癌早期诊断、分期、良恶性结节鉴别的准确性，PET/CT检查或许是肺癌、甚至全身实体肿瘤最好的早期诊断方法。也有学者研究结果显示，接受根治性放疗或化疗的非小细胞肺癌病人，治疗前是否经过18F-脱氧葡萄糖（FDG） PET判别肿瘤分期，中位生存期相差近一倍。
PET/CT检查在肿瘤的诊断和鉴别诊断；肿瘤的分期和再分期、分化程度；肿瘤复发的鉴别；肿瘤的治疗方案的指导；肿瘤治疗疗效评价；肿瘤预后的评估；血肿瘤标志物持续增高、肿瘤家族等肿瘤高危者的肿瘤原发和转移灶的寻找等方面，以及神经精神疾病、心血管疾病的诊疗评估中，受检者可获得较大受益。虽然PET/CT检查有一定辐射，对于有适应症患者接受PET/CT检查的受益明显大于辐射风险，甚至获得挽救生命的机会。对于检查发现可疑病灶患者或病情变化患者是否重复检查，可根据病情及治疗决策需求而决定，切不可无限制滥用。
