L'imagerie isotopique est une imagerie fonctionnelle et métabolique qui permet de visualiser différents processus physiopathologiques selon le radiopharmaceutique utilisé. Pour l'étude des pathologies bénignes de l'appareil locomoteur, il existe principalement trois familles de radiopharmaceutiques utilisées. La première famille de radiopharmaceutiques permet de visualiser l'activité ostéoblastique des lésions osseuses. En scintigraphie osseuse, le radiopharmaceutique utilisé est un biphosphonate marqué au technétium-99m (^99mTc). La scintigraphie osseuse est indiquée dans la recherche d'une atteinte infectieuse ou inflammatoire ostéo-articulaire (ostéomyélite, syndrome douloureux régional complexe, etc.), dans les complications orthopédiques avec présence de matériel d'ostéosynthèse (recherche de descellement d'implants, de pseudarthrose) ou lors de la recherche de fractures de stress. Par ailleurs, la scintigraphie permet de faire une imagerie de l'ensemble du squelette, utile pour le bilan d'extension d'atteinte osseuses bénignes tels que la dysplasie fibreuse. En tomographie à émission de positons (TEP), le radiopharmaceutique utilisé pour visualiser l'activité ostéoblastique est le fluorure de sodium marqué au ¹⁸F (¹⁸F-NaF). La TEP/TDM au ¹⁸F-NaF a une meilleure résolution que la scintigraphie osseuse et pourrait la remplacer dans de nombreuses indications. Cependant, son utilisation est peu répandue en pratique en raison de son coût et de sa disponibilité restreinte. La deuxième famille de radiopharmaceutiques permet de marquer les leucocytes. Une scintigraphie aux leucocytes marqués rend ainsi possible la détection de leucocytes s'accumulant dans les foyers infectieux. La sensibilité de cette méthode est variable en fonction du site de l'infection, avec meilleure sensibilité pour les infections du squelette appendiculaire distal ou périprothétique que pour les infections du squelette axial. Le dernier radiopharmaceutique utilisé est le fluorodésoxyglucose marqué au ¹⁸F (¹⁸F-FDG). Il s'agit d'un analogue du glucose qui permet de localiser des foyers musculosquelettiques présentant un métabolisme glucidique élevé tels que des foyers infectieux, inflammatoires ou néoplasiques.