疾病的产生一般经历基闪突变——生物大分子改变——代谢异常——结构改变四个阶段，临床症状伴随着结构改变而出现，通常此时的肿瘤已接近中、晚期。在尚没有发生形态结构变化和没有任何临床症状的时候，PET-CT就能够显示出机体的异常生物学信息，从而研判肿瘤的发生和发展，对肿瘤进行分级、分期。
PET显像作为功能显像，能够提示机体细胞代谢的异常变化，因而能较容易的鉴别肿瘤是良性还是恶性；而PET-CT显像能同时获得PET与CT两者的全身的断层显像，对于肿瘤原发灶和转移灶的诊断尤为有利。
对于肿瘤来说，CT、MRI检查局限性较大，而PET-CT检查通过一次全身扫描就可以发现恶性肿瘤是否已存在及扩散，这样可以给患者制定一套合理的治疗方案，免除因不必要的手术给患者带来的痛苦和经济损失。
PET-CT检查可以清楚显示肿瘤的精细准确位置和肿瘤病灶的大小，使放疗医师全面了解病灶的代谢情况，及时制定新的治疗计划，按肿瘤的生物靶区进行治疗，并且可以通过不同的过示踪药物把肿瘤的乏氧状态和细胞增殖状态表现出来，对病人实行治疗起到重要的指导作用。从而提高了治疗效果又同时降低了治疗的副作用。很多研究表明，PET-CT将对放射介入治疗产生重要的影响。
对肿瘤不同化疗方案周期治疗后药物响应的评估；对于术后肿瘤残留情况或复发与疤痕组织的鉴别；放疗和化疗前后肿瘤病灶的变化；放射性肺炎与肿瘤复发的鉴别；预后判断。
肺癌对放疗、化疗有效的反应首先表现为代谢降低、肿瘤的增生减缓或停止，随后才出现肿瘤的体积缩小或消失。PET显像提供的是功能代谢信息，可在治疗的早期显示肿瘤组织的代谢变化，对于早期评价疗效具有重要意义。
