Le principe de la scintigraphie repose sur l'injection d'un traceur radioactif émetteur de photons γ, et sur la détection de ces photons par un détecteur appelé gamma-caméra. Lors d'une tomographie d'émission monophotonique (TEMP) cérébrale, le détecteur acquiert selon une orbite circulaire une succession d'images, appelées projections, permettant d'obtenir après reconstruction des coupes reflétant la distribution du traceur dans les trois plans de l'espace. La quantification est affectée par la résolution spatiale limitée du détecteur, la diffusion des photons et leur atténuation dans le milieu étudié. Deux traceurs de perfusion technétiés, le ^99mTc-HMPAO et le ^99mTc-ECD, et un ligand du transporteur de la dopamine, le ¹²³I-FP-CIT, sont utilisés en routine pour la scintigraphie cérébrale. Les modalités pratiques de réalisation des examens sont détaillées dans cet article, ainsi que les bases de leur interprétation, qui est le plus souvent visuelle en routine. L'analyse quantitative met en jeu des méthodes de régions d'intérêt ou voxel par voxel. La TEMP cérébrale a de nombreuses applications cliniques dans les pathologies du système nerveux central, notamment les maladies neurodégénératives, l'épilepsie, ou la pathologie cérébrovasculaire. L'imagerie de perfusion est une aide au diagnostic précoce de maladie d'Alzheimer (MA), au diagnostic différentiel entre MA et atrophies lobaires, et au diagnostic des démences striatales. L'imagerie du transporteur de la dopamine permet de différencier les syndromes parkinsoniens dégénératifs, avec dénervation dopaminergique, d'autres mouvements anormaux, sans dénervation. L'imagerie TEMP de perfusion cérébrale avec injection en phase ictale fait partie du bilan préchirurgical des épilepsies partielles pharmacorésistantes temporales ou extratemporales. Enfin, la TEMP de perfusion avec test à l'acétazolamide est utile pour évaluer le retentissement d'une sténose carotidienne ou artérielle cérébrale.