核医学射线探测仪器设备分类方式有多种。可按用途、探测原理及探测器材料分类。

按用途分类，核医学射线探测仪器设备可分为活度计、放射防护仪器、显像设备、非显像测定仪器、体外分析仪器等。

用于测定放射性药物的活度。

用于防护目的探测环境及工作人员所受的辐射。核医学中常用的有表面沾污检测仪、环境辐射监测仪、个人剂量仪等。

用于临床显像，测定患者体内放射性药物摄取、分布、排泄等，并以图像的形式显示结果。目前，核医学中常用的显像设备有γ相机、SPECT、PET、PET/CT。

用于临床检查，测定患者体内某些器官组织的放射性药物摄取、排泄等，以数据、曲线的形式显示结果。目前，核医学中常用的非显像测定仪器有肾功能测定仪、甲状腺功能测定仪及γ计数器等。

分析体外样品，用于临床检查及研究。核医学中常用的体外分析仪器有井形γ计数器、放免仪及液闪仪等。

核医学仪器设备尽管其外形和功能千差万别，但其基本构成由三部分组成。

这是仪器设备最重要的部分，仪器设备的性能主要由探头决定，探头的功能为：利用射线和物质相互作用产生的各种效应（如电离电荷、激发等），将射线的辐射能转变为电信号。

根据不同的测量要求，对探头输出的电信号进行处理（例如，信号放大、能量甄别，信号定位、各种校正等）。

该部分起辅助作用，按不同的检测目的和需要而配备的机架机械系统、电子计算机数据处理系统、自动控制系统、显示系统和储存系统等，进一步完善了仪器的性能。

按照探头的探测原理，核医学仪器设备可分为闪烁探测、气体电离探测、半导体探测、放射自显影探测等。

射线使闪烁探测材料原子激发，原子从激发态回到基态或较低能态时发出荧光，这些荧光为可见光（400nm左右），可用肉眼观察，因此称为闪烁探测。闪烁荧光用光电倍增管探测转换成电信号。入射到闪烁探测材料的一个γ光子或射线粒子（β粒子、电子），能产生多个荧光，经光电倍增管转换放大，输出一个电脉冲。电脉冲的幅度取决于荧光的数量，与闪烁探测材料吸收的能量成正比。记录电脉冲的幅度、波形、数量可以获得射线的能量、种类、强度等信息。核医学中大部分仪器设备探测原理为闪烁探测。例如，显像设备：γ相机、SPECT、PET、PET/CT；非显像测定仪器：肾功能测定仪、甲状腺功能测定仪及γ计数器；体外分析仪器：井形γ计数器、放免仪及液闪仪等。

闪烁探测材料有固体和液体两类。固体闪烁探测材料又分为有机和无机。目前核医学中常用的闪烁探测材料为晶体。按照不同的闪烁探测材料，探测仪器设备又可以分成液体闪烁探测器（液闪仪）和晶体闪烁探测器等。

原理：电离辐射（γ射线、电子、α粒子等）可直接或间接引起气体原子的电离，产生电子-离子对。电离产生的电子-离子对的数目与电离辐射传递给气体的能量成正比。例如，在空气中产生一个电子-离子对平均需34eV的能量。如果用外加电场收集这些电子-离子对，在电场的作用下，电子和离子会分别向电场的两极运动，形成电流。根据电流的大小来测定射线的强度能量等。这就是气体电离探测的基本原理。

气体电离探测器主要组成部分是一个具有两个电极的容器，其中充以工作气体，通常为惰性气体、氮气和空气。两个电极上加电压，随外加电压的增加，电流的变化有不同的形式，随电压由低向高变化，电流-电压曲线可分为三个工作区域：饱和区、正比区和盖革区（G-M区）。

在饱和区中，随电压的增加，电流保持不变。此时的电流与入射γ光子或粒子的数量成正比。通过适当刻度，电流大小代表放射性样品的活度。工作在这个区域的气体电离探测器称为电流电离室。核医学中常用的活度计工作原理为电流电离室。

随着电压的增加，电流-电压曲线进入正比区。在正比区中，电流随电压的增加线性增加。正比计数器工作在这个区域。

在盖革区中，电压的增加使电子和离子的运动速度加快。速度快的电子会引起气体的电离，产生额外的电子-离子对，从而使电流放大。当有一个光子或粒子射入时，就输出一个脉冲信号。工作在这一区域的气体探测器称为G-M计数管。常用的防护用的表面沾污检测仪、多功能辐射检测仪及环境辐射监测仪等探测原理为G-M计数管。

射线在半导体材料中产生电子-空穴对，电子-空穴对在外加电场的作用下，形成电流，这个电流可用作探测射线，通常是测量单个射线粒子产生的脉冲信号。

半导体探测器具有能量分辨率高、脉冲时间短、能量线性好、体积适中、工作电压低等特点，目前在核医学射线探测中应用很少，但有良好的应用前景。

射线使感光材料曝光，形成与射线强度相关的影像，根据影像在被测样品的部位和它的灰度对被测样品中的放射性做出定位和定量的判断。放射自显影技术及胶片剂量计原理就是依据射线的感光效应。

探测材料为热致发光体的晶体。在晶体中，未被照射时，电子处于基态，该能带被填满，称为满带；在高能带上，没有电子填入或尚未填满，称为导带。在靠近导带下面有局部能级，能够吸附电子，称为陷阱，在没有受到辐射照射前，电子陷阱是空着的。当电离辐射照射晶体时，产生电离或激发，使满带中的电子受激而进入导带，同时产生空穴。电子在晶体导带中自由运动，直到它们被陷阱俘获。对晶体加热，俘获的电子受热以后，获得足够的能量摆脱束缚跃回低能态，同时以可见光形式释放多余的能量。晶体受热时发光量越大，表征它接受的累积辐射量越大。

目前常用的个人剂量仪为热释光剂量仪。其优点是体积小、灵敏度高、测量精度高、重复性好、发光材料可重复使用。但不能即时读出辐射量，只能定期在专用设备上测得累积辐射量。