SPECT tetkikinin, planar ve tüm vücut tarama gibi diğer geleneksel sintigrafik görüntüleme biçimlerinden temel farkı tomografik bir görüntüleme yöntemi olmasıdır. Tomografik görüntüleme, insan bedeninin ya da özel bir organın iki-boyutlu kesitsel görüntülerinin elde edilmesidir. Beyin SPECT tetkiki, iki-boyutlu kesitsel görüntüler ile, beyin dokusunun kanlanması (perfüzyonu) ve metabolizması hakkında bilgi sunan bir görüntüleme yöntemidir. SPECT için, tek foton yayılımı yapan Xe-133 veya I-123 ve Tc-99m ile işaretlenmiş radyofarmasötikler kullanılır . En sık beyin perfüzyon SPECT uygulamaları yapılmaktadır. Ayrıca kolinerjik, dopaminerjik, serotonerjik ve opioiderjik yolaklar ile çalışmak için I-123 ile işaretlenmiş radyofarmasötiklerle yapılan SPECT uygulamaları da mevcuttur.