核医学治疗（即放射性核素治疗，简称核素治疗）就是利用放射性核素释放出来的射线杀伤病变细胞和组织，达到治疗目的。核素治疗的方法分为内照射治疗和体外（敷贴）治疗两种。前者是将放射性核素经口服、静脉注射或植入等方法引入体内，使其聚集在靶器官发挥治疗作用；后者是用放射性核素敷贴器贴于体表的病变组织表面治疗某些皮肤病、血管瘤或体表肿瘤。
核素治疗在核医学中占有重要位置。放射性核素的医学应用就是从治疗开始的，至今已有100年的历史。1901年，Alexandre Danlos 和Eugene Bloch医师将天然的放射性镭放置在皮肤表面以治疗皮肤的结核损伤。这被认为是放射性物质的第一次医学利用。而第一次将放射性同位素引入体内的医学利用是在1924年（用氢盐水测定静脉循环时间）。1934年，居里夫人第一次制备了人工放射性同位素30P。第二年，该核素即被用于老鼠的代谢研究。1936年，用回旋加速器生产的放射性24Na被用于治疗白血病，这也是人工放射性同位素的第一次医学应用。1942年Hertz和Roberts以及 Hauilton和Lawrence J H在同一时间首次报告用放射性碘治疗甲亢，从此揭开了临床上大量使用131I治疗甲亢的历史。同年，Keston Ball Frants和Palmer等报告甲状腺的恶性肿瘤能浓聚放射性碘,为131I治疗甲状腺癌奠定了基础。在此之前32P已被用于治疗白血病和红细胞增多症。至50和60年代，放射性核素介入和导向（标记抗体）治疗也成功地用于临床。1976年，89Sr成为第一个用于缓解骨癌疼痛的放射性药物，不久，153Sm、188Re和186Re标记的化合物也被用于治疗骨癌和其他恶性肿瘤。最近几年问世的用于治疗实体性肿瘤的125I种子植入技术正在北美和欧洲推广，一些医院已将它作为治疗原发性前列腺癌的首选方法。现在，放射性核素已应用于许多临床学科疾病的治疗,例如肿瘤科、内分泌科、皮肤科、内科、外科、妇产科、耳鼻喉科和血液科等等，几乎所有临床学科无所不用，为一般临床学科难以解决的一系列疾病提供了比较有效的治疗手段。
目前核素治疗在临床上的应用主要有以下几个方面：
1．通放射性核素治疗：131I治疗甲亢和甲状腺癌、32P治疗血液病和肿瘤、131I-MIBG治疗肿瘤、89Sr和153Sm治疗骨转移性癌、其他。
2．放射性核素敷贴治疗：皮肤科、眼科、耳鼻喉科、妇科疾病。
3．介入放射性核素治疗：组织间质、腔内、动脉内、淋巴系统介入治疗。
4．放射性核素导向治疗：单克隆抗体（131I-铁蛋白抗体、131I抗AFP抗体、131I-chTNT等）。
5．中子俘获治疗：中子束NCT。
