北京大学深圳医院核医学科于建院初期1999年建科，是集PET/CT、SPECT/CT显像、脏器功能测定和核素治疗为一体的综合型科室。现为广东省和深圳市重点学科。
核医学科拥有国内先进的GE DMI PET/CT、DISCOVERY NM670 SPECT/CT等分子诊断影像设备，可开展PET/CT、SPECT/CT检查，核医学门诊、核素敷贴治疗、甲亢及甲癌核素碘131治疗等。按照国家三甲医院和北京大学附属医院要求开展的检查及治疗项目全部到位；包括脏器显像，功能测定项目，临床核素治疗项目等。
核医学科常年开设专科门诊，年门诊量超过1万5千人次。主要开展甲亢碘治疗、甲状腺癌碘治疗、骨转移瘤核素治疗、血管瘤及瘢痕核素敷贴治疗及粒子植入治疗等项目，年治疗量超5000人次。
核医学科致力在核医学分子影像医学、新型放射性药物转化，新型核医学设备与技术临床应用、核医学质控、放射性药品质控等方面进行建设，并依托国际国际先进的高精医学尖端设备，更好为患者提供精准高效优质的检查治疗服务。