Tuumatehniku töö hõlmab radiofarmatseutiliste ainete – ainete, mis eraldavad väikest, kuid mõõdetavat radioaktiivsust – manustamist patsientidele ja selle aktiivsuse mõõtmist radionukliididena järgmistel pildiskaneeringutel, et ravida või tuvastada haigusi. Pärast suukaudset, nasaalset või intravenoosset manustamist imenduvad radiofarmatseutilised preparaadid erinevatesse kudedesse sõltuvalt nende kavandatud funktsioonist ja seejärel kasutatakse mitmesuguseid keerukaid kaameraid, et saada pilte radionukliidide neeldumisest või metabolismist organismis. USA-s nõuavad ligikaudu pooled tuumatehnikute töökohtadest erialale sisenemiseks minimaalset ettevalmistust kaastöötaja kraadiga ja peaaegu veerand ametikohtadest on bakalaureusekraadiga tehnikute käes. Tuumatehniku töö on keeruline ja nõuab märkimisväärset koolitust ja haridust. Erinevat tüüpi tuumatehnikuid võib laias laastus liigitada diagnostika- või ravitehnikuteks, tuumakardioloogiatehnikuteks või positiivse emissiooniga tomograafi (PET) tehnikuteks.
Olenevalt rajatise suurusest, kus nad töötavad, võivad tuumatehnikud töötada peamiselt diagnostiliste tuumatehnikute või tuumateraapiatehnikutena. Diagnostika tuumatehniku töö hõlmab radiofarmatseutiliste ravimite manustamist patsientidele ja seejärel materjali imendumise mõõtmist kehas. Võrreldes terve skaneeringuga, saab erinevate haiguste diagnoose panna uuritud piirkonna radioaktiivsuse suurenemise või vähenemise põhjal. Terapeutilised tuumatehnikud manustavad radiofarmatseutilisi aineid peamiselt onkoloogia või vähiravi korral. Väiksemates meditsiinikeskustes pole ametikohtadel vahet.
Tuumatehniku töökohtadel on kaks ametlikku spetsialiseerumisvaldkonda. Nii PET-tehnikud kui ka tuumakardioloogia tehnikud vajavad nendes valdkondades töötamiseks täiendavat koolitust ja sertifikaati. PET-tehnikud manustavad radiofarmatseutilisi preparaate ja kasutavad seejärel spetsiaalseid arvutipõhiseid kuvamisseadmeid, et luua hologramm või keha kolmemõõtmeline kujutis. Kardioloogia tuumatehniku töökohad hõlmavad radiofarmatseutiliste ravimite manustamist, mis on võimelised näitama verevoolu südamesse ja südame veresoonkonnas puhkuse ja pingutuse ajal. Mõlemat tüüpi analüüside tulemusel saadud kujutised tuleb seejärel korraldada, üle vaadata ja salvestada seadme arvutisüsteemi, et neid määrav radioloog saaks üle vaadata.
Kõik tuumatehniku tööd nõuavad hoolikat tähelepanu detailidele, et kaitsta patsienti ja tehnikut ülemäärase kiirgusega kokkupuute eest. Tuumatehnikud peavad valdama radiofarmatseutilise ravimi manustamist ja kõigi pildistamisseadmete kasutamist. Nad peavad hoolikalt dokumenteerima patsiendi seisundi, radioloogi konkreetsete korralduste järgimise ning kõigi radioaktiivsete jäätmete ja materjalide kõrvaldamise.