北京协和医院核医学科创立于1958年，是我国最早成立的临床核医学科之一。近60年来，经过几代协和核医学工作者的不懈努力，北京协和医院核医学科逐步发展成为在国内外具有重要影响的核医学医疗、研究与培训中心，为核医学在我国的引进诞生、发展壮大和人才培养作出了突出贡献。1980年，王世真教授当选为中国科学院生物学部核医学部唯一的学部委员（科学院院士）。1981年成为国内第一个核医学博士学位授权单位。

      目前，科室拥有PET显像专业组（PET中心）、SPECT显像专业组、核素治疗专业组、体外测定专业组、放射性药物专业组及实验核医学研究专业组。年均完成临床常规高质量影像检查3万余人次，居全国前列，治疗患者500余例，体外检测样本6万余个，居北京市前列。科室拥有成像设备2台PET/MR、7台PET/CT、8台SPECT/CT与1台SPECT，小动物成像设备1台Micro SPECT/CT、1台 Micro PET、1台Micro PET/CT与1台Micro PET/MR ，放射性药物生成设备2台回旋加速器、2台发生器（99Mo-99mTc/68Ge-68Ga）和16套正电子药物合成热室，1个放射性核素治疗病房（10床）。开展了常规诊断、治疗项目80余项,是国内开展核医学常规诊断、治疗诊疗项目最齐全、数量最多的科室之一。其中多个诊疗项目为国内最先创立。作为国家卫生计生委属放射性药物临床药理基地是国内唯一集核医学新药研究、小批量制备和临床应用于一体的单位。在新型心、脑、肾、炎症和肿瘤等显像剂的设计、合成、药理及临床应用取得多项重要成果。

      现拥有在职工作人员52名，其中正高职10人，副高职6人，中级27，初级9人，人员结构合理。科室师资、科研实力雄厚。是国家重点学科和重点实验室。设有博士点和博士后流动站及国际原子能机构援建的放射性药物研究及培训中心。承担中国协和医科大学八年制本科临床核医学课,研究生基础核医学课程。是首批国家卫生计生委核医学住院医师规范化培训基地，是北京市住院医师核医学专业培训基地。现在所培养的学生遍布祖国各地，为我国的核医学事业添砖加瓦。在国内率先建立核医学专科培训模块，包括5大培训模块、14项重点内容，以混合培训方式提高专业技能和水平。在国内最早建立核医学病例公众号，分享疑难病例以及本专业关注的重点问题，单篇最高阅读点击量1万次。在国内首家建立并开展OSCE考核，分6大站点进行临床、实践综合考评，10年实践共110人次，考核方式、内容同时持续改进，相关成果由进修医师推广到省市医院的核医学科。2014-2024年连续11年北京市住院医师一阶段考核通过率100%。多名研究生获得国家奖学金，2020-2021年连续2年研究生“国家奖学金”医院占有率第一。

      协和核医学科是国家卫生健康委临床重点专科、核医学分子靶向诊疗北京市重点实验室。科室有基础核医学和放射性药物专业组及专职科研人员，拥有MicroPET等先进的科研设备。在研国家级及省部级课题20余项，参与新药创制，重大仪器专项、公益性卫生行业基金等重大项目10余项。每年有2-4项研究入选国际专业年会的亮点报告。发表高影响因子SCI文章50余篇，其中最高影响因子31.777。近5年SNMMI、CSNMMI、WMIC国际会议发言44人次，入选highlight7次，壁报37人次，国际获奖7人次，其中6人次获得CSNMMI年轻科学家奖，获奖人数全国第一。

      北京协和医院核医学科自2014年核医学专业被纳入复旦大学医院管理研究所《中国医院专科综合排行榜》以来，协和核医学科已连续9年位居全国榜首，并于2020年获批筹建国家核医学专业质控中心，于2021年正式批复。