این مرکز جهت گسترش تحقیقات پایه و کاربردی پزشکی هسته ای و کمک به تشخیص صحیح و درمان بموقع بیماران و با توجه به نیاز روز افزون جامعه پزشکی به واحدهای تخصصی تحقیقاتی، درمانی، مرکز تحقیقات پزشکی هسته ای دانشگاه علوم پزشکی مشهد با اهداف زیر تاسیس می‌گردد:

1- توسعه و بكارگیری دانش بشری در زمینه پزشکی هسته ای

2- افزایش مشارکت ایران در تولید علم پزشکی هسته ای

3- انجام پژوهش های بنیادی، اپیدمیولوژیك و بالینی در جهت اصلاح نظام ارایه خدمات تشخیصی- درمانی كشور با هدف جوابگویی به نیازهای جامعه

4- ایجاد بانك اطلاعاتی (جمع آوری، تنظیم و طبقه بندی مدارک بیماران، مقالات و منابع مرتبط )

5- آموزش نیروی انسانی محقق در زمینه پزشکی هسته ای

6- ترغیب، تشویق و همكاری با محققین رشته های مختلف

7- كوشش در جلب توجه و همكاری مراكز تحقیقاتی و اجرایی مربوطه در داخل كشور

8- همكاری علمی با مراكز تحقیقاتی و آموزشی سایر كشور ها و سازمان های بین المللی

9- توسعه و بكارگیری دانش بشری در زمینه پزشکی هسته ای