核医学科始建于上世纪六十年代，1963年开展同位素敷贴治疗皮肤病，1966年成立同位素室，包括核医学科实验室（化学发光室和放射免疫室）、PET/CT、SPECT及核素治疗4个亚专科学组，是华东地区领先的核医学科之一。核医学科占地面积2500平方米，实验室130万人次/年检测量，PET/CT检查2000人次/年，SPECT检查7000人次/年。

核医学科现有工作人员25名，其中副主任医师2人，副主任技师2人，主治医师4人，主管技师4人，主管护师3人，初级职称人员10人。博士1人，硕士10人。

科室拥有荷兰PHILIPS公司GEMINIGXL16PET/CT仪、BrightView和SKYLIGHT双探头SPECT仪、美国ROCHECobase6013台、Cobas-p671/p612前处理系统1套、SiemensIMMULIT20002台、XP2台、全自动流水线ADVIAVERSACELL&WORKCELLCDX1套，新产业MANGLUMI4000P1台、中佳GC-911γ放射免疫计数器2台。主要进行功能影像检查、化学发光检测、放射免疫分析、受体研究、细胞学研究、基因研究等临床及研究工作。

核医学科是南京大学医学院和南京医科大学《核医学》课程的教学单位，全国核医学规培基地，同时还承担东南大学、南京医科大学、徐州医学院等学校的核医学带教、实习工作，目前承担自然科学基金项目，江苏省卫生厅课题及南京市卫生局重点课题多项，年发表论文10余篇。