在肿瘤的应用研究中，PET-CT不仅能鉴别良恶性肿瘤,而且能判定肿瘤的恶性程度和治疗疗效，尤其在肿瘤治疗方案的确定与及时修正中显示出独特价值，研究证实约50%肿瘤患者在PET检查后修改了已有的治疗方案。
PET-CT的产生是随着CT和PET融合技术的商品化及临床应用，它将PET反映分子功能代谢信息的优势和CT解剖定位优势结合起来，从根本上解决了PET定位不准缺陷，不仅能提供脏器代谢变化，而且能准确地描述代谢异常的解剖部位及其与周围组织的关系，从而使PET-CT成为目前肿瘤诊断有发展前景的新技术之一。
目前，肿瘤的治疗仍以手术、放疗及化疗为主，手术和化疗主要控制局部病变或局限性的转移，仅化疗可应用于控制广泛的转移。因此，治疗前如何准确的评价肿瘤分期是临床决策的重要根据。肿瘤分期实际上是对恶性肿瘤累及范围的缩写，其建立在肿瘤累及的范围不同，有不同的生存期的基础上。
人体恶性肿瘤的TNM临床分期价值包括有助于临床医师制定治疗计划；了解病人的预后；帮助评价疗效。TNM分期的规则有组织学证据及组织学分型的恶性肿瘤。分期系统描述的解剖范畴有以下三个基本评价指标：T指原发瘤的大小，N指有无区域淋巴结转移，M指有无远处转移。而PET特别是PET-CT由于其对区域性转移淋巴结及远处转移探测的优势，在肿瘤临床分期中的价值愈来愈显得重要。
