心脏影像学检查可以描述心脏的结构和功能。标准的影像学检查包括
由于心脏不停地跳动，标准CT和MRI的应用价值有限，但若节律正常、心率受到控制，快速CT和MR技术可提供有用的心脏图像，有时在显像时给患者使用药物（如beta阻断剂）以减慢心率。
在心电门控中，图像记录（或重建）与心电图同步，提供几个心动周期的信息，这些信息可用于创建心动周期中某个选定点的单一图像。
CT门控利用心电图在心动周期所需阶段触发X射线束，使患者接受的辐射剂量低于仅从心动周期所需部分重建信息的门控重建技术，且不会中断X射线束。
胸部 X 光在心脏诊断中的应用
胸部X线检查常作为心脏诊断的起点，并在考虑心力衰竭的诊断时应始终进行。后前位和侧位片可提供心房和心室的大小和形状，以及肺血管床的情况。但对心脏结构和功能的精确了解几乎总是需要进一步的检查。
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计算机断层扫描 (CT) 在心脏诊断中的应用
螺旋CT可用于评估心包炎、先天性心脏病（特别是异常动静脉连接）、大血管疾病（如主动脉瘤、主动脉夹层）、心脏肿瘤、急性肺栓塞、慢性肺血栓栓塞性疾病和致心律失常性右心室发育不良。平扫CT可用于检测冠状动脉钙化；钙负荷有时用于细化心脏风险的评估。使用 CT 评估大多数其他心脏疾病需要不透射线的造影剂，这可能会限制其在肾功能不全患者中的使用。
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图示左主干（红色箭头）和左前降支（绿色箭头）的冠状动脉致密钙化。
© 2017 Elliot K.Fishman, MD.
这是左侧的斜视图，朝向胸前方（左）。人工心脏瓣膜（白色）在中心处可见，主动脉（上方中央）与心脏（下方中央）在这里汇合。左上角可见用于关闭胸壁的针迹。
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图示左主干（红色箭头）和左前降支（绿色箭头）的冠状动脉致密钙化。
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这是左侧的斜视图，朝向胸前方（左）。人工心脏瓣膜（白色）在中心处可见，主动脉（上方中央）与心脏（下方中央）在这里汇合。左上角可见用于关闭胸壁的针迹。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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该对比 CT 显示冠状动脉正常。 左主要由红色箭头指示。左前降支和左回旋支分别用绿色和蓝色箭头表示，右冠状动脉用紫色箭头表示。
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电子束CT, 以前称为超快CT或电影CT，与传统的CT不同，它不使用移动的X射线源和目标。相反，X射线束的方向由磁场引导，并由一系列固定检测器检测。由于不需要机械运动，可在几分之一秒内获取图像（并记录于心动周期的特定时相）。电子束CT主要用于检测和定量冠状动脉钙化这一动脉粥样硬化的早期征象。然而，电子束CT的空间分辨率很差，不能用于非心脏疾病的诊断，因此，新的标准CT技术用于心脏病的诊断更可取。
多排探测器CT（MDCT）配备≥64个探测器，扫描速度极快；尽管典型采集时间为30秒，但一些先进设备可在单次心搏内生成图像。双源CT在1个吊架上使用2个X线源和2个多排探测器阵列，使得扫描时间减少一半。这两种设备似乎都能识别冠状动脉钙化和血流限制性（即>50%狭窄）冠状动脉阻塞。通常要使用静脉对比剂，尽管非增强扫描能够查出冠状动脉钙化。
MDCT是冠状动脉血管造影的一种无创替代方法，主要用于稳定型心绞痛患者，以识别阻塞性冠状动脉疾病，或用于评估胸痛患者，判断其患急性冠状动脉综合征的概率是低还是中等。尽管辐射剂量可能很大，约为15毫西弗（mSv）（相比之下，胸部X线为0.1mSv，冠状动脉造影为7mSv），但新的成像方案可以将暴露量减少到5至10mSv。存在高密度的钙化斑块时会产生图像伪差，干扰对图像的解释。甚至可以以更低的辐射量进行无增强扫描评估冠状动脉钙化。冠状动脉钙的含量可用于确定 10 年患冠状动脉疾病的风险（参见 The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) risk calculator）。冠状动脉钙缺乏预示着非常良好的预后。
磁共振成像 (MRI) 在心脏诊断中的应用
标准MRI 对于评估心脏周围区域，特别是纵隔和大血管(例如，用于研究动脉瘤、夹层、先天性心脏病和狭窄)非常有用。通过心电图门控数据采集，MRI 可用于对心脏本身进行成像，图像分辨率可接近 CT 或超声心动图的图像分辨率，清楚地描绘出心肌壁厚度和运动、心室容积、腔内肿块或凝块以及瓣膜平面。
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注射顺磁性对比剂（钆-二乙烯三胺五乙酸[Gd-DTPA]）后进行序列MRI，获得的心肌灌注模式分辨率高于放射性核素显像。MRI通常被认为是测量心室体积以及射血分数最准确和可靠的方法。然而，肾功能损害的病人在使用钆对比剂后，可能会发生肾源性系统性纤维化, 这是一种潜在性威胁生命的疾病。正在开发可安全用于肾功能受损患者的造影剂。
当应用对比剂完成MRI后，可获得梗死的大小和位置的三维信息，并且可测量心腔内的血流速度。磁共振成像（MRI）可以通过评估心肌在多巴酚丁胺（一种强心药物）的强心刺激下的收缩反应，或者通过使用对比剂（例如钆 - 二乙三胺五乙酸，即 Gd-DTPA，它无法进入细胞膜完整的细胞）来评估心肌组织的存活性。MRI可以区分心肌疤痕和炎症性水肿。在马凡氏综合征患者中，MRI测量升主动脉扩张直径比超声心动图更准确。MRI 越来越多地用于评估非缺血性心肌病，例如 淀粉样变性。
磁共振血管造影 (MRA)，注射钆造影剂后，用于评估感兴趣的血容量（例如胸部或腹部的血管）；可以同时评估所有血流。MRA可用于检测颈动脉、冠状动脉、肾动脉或周围动脉的动脉瘤、狭窄或阻塞。
磁共振静脉造影 (MRV) 可作为超声检查的替代方法来检测 深静脉血栓形成;然而，MRV 的研究较少，而且比超声检查更昂贵。
正电子发射断层扫描 (PET) 在心脏诊断中的应用
PET 与 CT (PET-CT) 可以显示心肌灌注和代谢，并且越来越多地用于评估心肌活力或在模棱两可的单光子发射 CT (SPECT) 研究后或严重肥胖患者中评估心肌灌注。
灌注药物是用于追踪进入特定区域血流量的放射性核素，因此有助于揭示静息状态下不明显的心肌灌注缺损。用于测定灌注的显像剂包括（C-11）二氧化碳、（O-15）水、（N-13）氨和铷-82（Rb-82）。只有Rb-82不需要现场回旋加速器。
代谢剂 是正常生物物质的放射性类似物，被细胞摄取并代谢。包括
氟-18[F-18]标记的脱氧葡萄糖（FDG）。
C-11 醋酸
FDG 检测缺血条件下增强的葡萄糖代谢，因而能从瘢痕组织区分缺血但仍存活心肌。与锝-99m 心肌灌注显像相比，FDG 显像的灵敏度更高，因此，在选择需要进行血运重建术的患者以及避免仅存在瘢痕组织时进行此类手术方面，FDG 显像可能很有用。该用途可能为费用昂贵的PET找到理由。F-18的半衰期足够长（110分钟），通常可以在场外生产FDG。使FDG显像能与传统SPECT相机结合使用的技术，可能会使这种显像方式得到广泛应用。 FDG也被用来检测炎性心血管病症（例如，起搏器导线感染，主动脉血管炎，心肌结节病）。
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11C乙酸盐的摄取似乎反映了心肌细胞总的氧耗。摄取不依赖于血糖水平等可能变化的因素，这些因素会影响FDG分布。对预测介入治疗后心肌功能的恢复，C-11乙酸盐显像要优于FDG显像。然而，由于半衰期只有20分钟，C-11必须使用现场回旋加速器生产。
