Aufgabe der Nuklearmedizin ist die Diagnostik und Therapie von Erkrankungen mit radioaktiven Substanzen. Die Radioaktivität dient in der Diagnostik als kleiner Sender, der von speziellen Messgeräten geortet werden kann. Reichert sich die Radioaktivität in einem bestimmten Organ an, dann kann dieses Organ mit den Messgeräten dargestellt werden. Genauer gesagt wird aber die Biochemie des Anreicherungsprozesses dargestellt.

Im Klinikum Lüdenscheid wurde die Nuklearmedizin 1978 eingeführt, 1984 als selbständige Abteilung ausgebaut und 1986 durch eine nukleartherapeutische Station vervollständigt. Mit der derzeit modernsten Standardausstattung eines nuklearmedizinischen Instituts

• Doppeldetektor-Gammakamera mit Emissions-Computertomographie und Ganzkörperzusatz
• Großfeld-Gammakamera mit Emissions-Computertomographie
• Mittelfeld-Gammakamera
• Positronen-Emissions-Tomographie-Kamera

werden sowohl sämtliche nuklearmedizinische Routineuntersuchungen als auch Spezialuntersuchungen zur Klärung von speziellen diagnostischen Fragestellungen durchgeführt. 
Angeboten wird also auch die Positronen-Emissions-Computertomographie (PET), die neueste nuklearmedizinischen Aufnahmetechnik, die Tumore und Organfunktionsstörungen noch exakter, empfindlicher und mit weniger Strahlenbelastung aufspüren kann.
Zum Institut gehört ein Radioimmunologisches Labor, in dem spezielle Laboruntersuchungen mit radioaktiven Stoffen für die Schilddrüsendiagnostik durchgeführt werden.