核医学是一门应用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学与健康研究的学科。核医学科始建于1981年，2018年成为山西省核医学专科联盟理事单位。2019年8月迁址于内科住院大楼负一楼，占地面积1000多平米，设有双能X线骨密度室、ECT室、PET/CT室、钼锝发生器和显像剂标记室、辐射区域检测系统、全网监控系统等核医学信息化系统，用于分化型甲状腺癌及转移灶治疗的新建核素治疗病房筹建中。
核医学科配有德国西门子e-cam SPECT显像机、意大利I‘acn公司原装生产Unigamma Plus双能X线骨密度仪、甲状腺摄碘功能仪、卧位踏车负荷运动系统、发生器淋洗防护装置“双联通风柜”系列、131碘通风橱带自动分装仪系列等设备。已引进上海联影医疗科技有限公司uMI510光导PET/CT设备,PET/CT分子影像中心已在筹建中。
开展常规脏器显像项目有：心肌负荷和静息门控灌注显像、甲状腺静态显像、亲肿瘤显像、甲状旁腺显像、肺通气和灌注显像、双下肢深静脉显像、肾动态显像、全身骨显像及局部断层显像。功能测定项目有：甲状腺摄131碘功能测定、甲状腺131碘有效半减期测定、甲状腺摄锝率测定；肾小球滤过率测定；心功能测定等。开展放射性核素治疗和稳定性核素治疗项目有：131碘治疗甲亢、89锶治疗肿瘤骨转移、云克治疗。