La mayoría de las indicaciones de los estudios PET-TC están relacionadas con las exploraciones en las enfermedades de demencia y las degenerativas cerebrales.

Dada la elevada tasa de metabolismo de las células cerebrales para la glucosa, se puede mostrar claramente su disminución en estadios muy iniciales, por lo que es fundamental para detectar precozmente la enfermedad de Alzheimer y otros procesos como la demencia senil, atrofias multisistémicas, parálisis supranuclear progresiva y degeneraciones corticobasales, etc.

Esta técnica de diagnóstico por imágenes, es de gran interés en la enfermedad de Parkinson, fundamentalmente mediante el uso de F18-Dopa, una droga que aún no se realiza en Argentina, observándose una disminución en el metabolismo cuando existe la enfermedad.

Se puede detectar la existencia de focos epileptogénos, en especial en los casos en que se ha enfocado su tratamiento mediante resección quirúrgica, en determinadas enfermedades psiquiátricas (esquizofrenia), en secuelas de traumatismos y en el abuso de tóxicos.