Les examens de médecine nucléaire interviennent à différents niveaux dans l'évaluation diagnostique des cancers du sein. La tomographie par émission de positons (TEP) au fluorodésoxyglucose (FDG) couplée à la tomodensitométrie (TDM) est devenue l'examen le plus utilisé dans le bilan d'extension initial des cancers mammaires à partir des stades cT2N1 ou cT3Nx, en cas de récidive suspectée ou avérée et dans l'évaluation de la réponse aux traitements systémiques néoadjuvants et adjuvants. Ses performances diagnostiques sont élevées pour l'évaluation des aires ganglionnaires extra-axillaires et le bilan métastatique à distance. La sensibilité de la TEP FDG varie toutefois selon les sous-types histomoléculaires de cancers du sein, reflétant leur hétérogénéité. Elle tend à remplacer le bilan conventionnel par scintigraphie osseuse (SO) et TDM thoraco-abdomino-pelvienne précédemment indiqué aux mêmes stades. D'autres traceurs TEP existent, tels que le fluorure de sodium marqué au ¹⁸Fluor (¹⁸F-FNa), traceur osseux figurant dans les recommandations internationales, le ¹⁸F-fluoroestradiol, traceur des récepteurs aux œstrogènes et le ⁸⁹Zr-Trastuzumab ciblant les cancers surexprimant le récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain (HER2). La SO aux bisphosphonates marqués au technétium-99m (^99mTc), imagerie de la reconstruction ostéoblastique, reste indiquée pour le bilan d'extension des mêmes stades de cancers du sein, nécessitant la prescription conjointe d'une TDM thoraco-abdo-pelvienne pour les évaluations viscérale et ganglionnaire. Elle peut être utile dans la caractérisation de métastases ostéocondensantes inconstamment fixantes en TEP FDG, mais sa sensibilité chute pour les métastases ostéolytiques. Ses performances diagnostiques sont améliorées par la réalisation d'acquisitions tomoscintigraphiques couplées à une TDM, additionnellement aux images planaires (imagerie hybride fusionnée). Enfin, la recherche du ganglion sentinelle (GS) est la technique de référence pour le bilan d'extension ganglionnaire axillaire des cancers du sein peu avancés, N0 clinique et échographique. La méthode isotopique, par son innocuité et ses bonnes performances diagnostiques, est devenue la plus utilisée.