O PET é significativamente mais sensível (detecta mais eventos) e oferece uma maior resolução espacial do que a SPECT, principalmente porque o PET utiliza colimadores que limitam a direção dos fótons detectados.

SPECT detecta fótons em coincidência, resultantes da aniquilação pósitron-elétron.

SPECT detecta fótons gama emitidos diretamente pelo radionuclídeo e utiliza colimadores para detecção de coincidência.

Ambas as modalidades empregam sempre o mesmo princípio de detecção.

O PET detecta pares de fótons de 511 keV emitidos em sentidos opostos após a aniquilação de pósitrons e requer detecção de coincidência.