Le technétium a été le premier élément radioactif synthétique, présent dans la nature seulement à l'état de trace en tant que produit de fission des minerais d'uranium ; il n'a donc aucun usage métallurgique, structurel ou industriel civil traditionnel. Sa véritable application, aujourd'hui presque unique, à grande échelle se situe dans la médecine nucléaire. Le technétium-99m est le radioisotope médical le plus utilisé dans les hôpitaux du monde entier, employé dans les scintigraphies osseuses ainsi que dans l'imagerie de la perfusion myocardique, de la thyroïde, des reins, du cerveau et des tumeurs. Un médicament marqué au technétium-99m est injecté par voie intraveineuse, et une caméra à scintillation ou un système SPECT acquiert des images qui révèlent les métastases tumorales, l'étendue d'un infarctus du myocarde, la fonction rénale et les lésions osseuses. Le Tc-99m a une demi-vie d'environ six heures et une énergie de rayonnement gamma bien adaptée à l'imagerie — suffisante pour traverser le corps et être détectée sans exposer le patient à un rayonnement excessif — et ce sont là les raisons fondamentales pour lesquelles il est devenu le nucléide de travail de la médecine nucléaire. Au-delà de l'imagerie médicale, le technétium métallique et ses alliages ne connaissent aucune consommation industrielle à grande échelle. Il présente une résistance à la corrosion honorable et pourrait en principe servir d'additif d'alliage spécial, mais son prix élevé et sa radioactivité l'ont tenu à l'écart du marché des matériaux ; au sein de l'industrie nucléaire, il n'est étudié qu'en tant qu'objet de retraitement du combustible usé et d'études à long terme sur le comportement des déchets hautement radioactifs.
Le dioxyde de technétium (TcO2) est l'un des oxydes les plus stables du technétium, une poudre noire ou grise étudiée principalement comme forme chimique du technétium dans le retraitement du combustible nucléaire et dans la recherche sur l'immobilisation des déchets de haute activité ; il n'a actuellement aucun produit civil. Le pertechnétate d'ammonium (NH4TcO4), qui ressemble par son apparence au perchlorate de potassium, est l'intermédiaire le plus important de la chimie du technétium. On l'obtient en dissolvant des cibles irradiées, suivie d'une extraction par solvant et d'une cristallisation, et il sert de matière première pour préparer d'autres composés du technétium et des générateurs médicaux de Tc-99m. Ce qui est réellement injecté au patient en clinique est le pertechnétate de Tc-99m (l'anion pertechnétate, TcO4-), élué à partir d'un générateur de molybdène-99 ; associé à différents kits froids tels que le méthylènediphosphonate, la méthoxyisobutylisonitrile et l'acide diéthylènetriaminepentaacétique, il forme des ensembles complets de médicaments radiopharmaceutiques pour l'imagerie osseuse, myocardique et rénale dynamique.
