病理是确诊癌症的金标准，PET-CT对大部分肿瘤，如肺癌、乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤以及淋巴瘤等敏感性和特异性都非常高，准确率可达到90%以上。但对于特殊病理类型的癌症，如肝细胞肝癌、脑部肿瘤、空腔脏器肿瘤，特别是胃部印戒细胞瘤等，存在假阴性结果。另外，部分炎症、结核等良性病变也会出现假阳性的结果。

PET-CT是通过摄取人体糖代谢高低来判断是否有疾病以及疾病的性质，只要病灶有糖代谢，PET-CT基本上能够显示，所以对疾病的检出率就非常高。肿瘤因为非常活跃，所需营养也非常多，故糖代谢较其它正常器官或炎症组织会明显增高，因此PET-CT可帮助鉴别肿瘤良恶性以及是否有肿瘤。