Cet article a pour objectif de détailler les principales indications de la TEP-TDM (tomographie par émission de positons-tomodensitométrie), et sa place par rapport aux autres techniques d'imagerie dans la prise en charge des cancers digestifs ainsi que des tumeurs neuroendocrines digestives. Les performances de la TEP-TDM au fluorodésoxyglucose (¹⁸F-FDG) en font un examen clé du bilan d'extension initiale préthérapeutique du cancer de l'œsophage, du pancréas, du canal anal, ainsi que d'une façon moins codifiée dans celui des cancers des voies biliaires et des tumeurs stromales (tumeurs stromales gastro-intestinales - GIST). Son rôle est également important dans l'évaluation thérapeutique après une radiochimiothérapie néoadjuvante (œsophage, rectum), après un traitement local des métastases hépatiques des cancers colorectaux, ou pour l'évaluation d'une GIST sous thérapie ciblée. Dans le cadre de la récidive néoplasique, elle peut être d'un impact conséquent lors de l'évaluation préopératoire des récidives des cancers colorectaux. Certains types histologiques présentant une moindre affinité pour le ¹⁸F-FDG (adénocarcinomes mucineux, tumeurs neuroendocrines et carcinomes hépatocellulaires bien différenciés), d'autres radiotraceurs en TEP sont alors utilisés : la ¹⁸F-fluorocholine pour les carcinomes hépatocellulaires bien différenciés, la ¹⁸F-DOPA (dihydroxyphénylalanine) et les analogues de la somatostatine marqués au ⁶⁸Ga (gallium 68) pour les tumeurs neuroendocrines bien différenciées, respectivement d'origine grêlique et d'origine duodénopancréatique.