醫界在正子造影對於非小細胞肺癌(佔我國肺癌病例的絕大多數)的篩檢和手術前後分期方面已十分肯定。對於臨床上採取放射線治療作為輔助或主要治療方式的肺癌病患，正子造影也有助於擬定治療計畫以及偵測腫瘤的復發。

      然而肺癌的治療除了手術與放療外，化療也是常用的方法。化療在近年來有蓬勃的發展，許多新藥被研發出來，但這些藥物往往都不便宜，除了金錢負擔之外，「良藥苦口利於病」，許多化療藥物在療程中還有些令病人不適的副作用，因此化療後或化療中的療效監測，遂成為各國醫學專家追逐的聖杯。

      過去，評估化療效果常是以腫瘤大小的變化作為估算的根據，大致上都是以電腦斷層攝影或磁振造影作為測量的工具，而這兩種方法有時無法有效區分出治療後殘存的疤痕與腫瘤，且某些藥物是抑制癌細胞的活動而不是消滅癌細胞，對這一類的藥物而言，腫瘤的大小完全不足以代表療效。而正子造影則足以克服這些問題，不僅能判斷腫瘤大小，還可以更精準的探知腫瘤細胞的活動是不是有改變。在臨床上，提前了解當前使用的化療藥物效果對於患者的治療關係重大。

      目前除了肺癌以外，已知正子造影對乳癌和淋巴癌的化療監測也很有用。頭頸部癌症方面，因為腫瘤分類、分期跟治療的方式比較複雜，正子造影在這方面雖還沒有像肺癌、乳癌、淋巴癌這樣明晰的效果，但仍有所幫助。