تصویربرداری پزشکی (به انگلیسی: Medical imaging) تکنیک و فرایند مورد استفاده برای ساختن تصاویری از بدن انسان (یا بخش‌ها و عملکردهای آن) برای اهداف کلینیکی (روش‌های پزشکی که در جستجوی شناخت، درمان و بررسی بیماری‌ها هستند) یا علوم پزشکی (شامل مطالعات آناتومیک و فیزیولوژیک) است. تصویربرداری پزشکی، تداخلی است از چند شاخهٔ علوم همانند فیزیک پزشکی، مهندسی پزشکی، زیست‌شناسی، و اپتیک.

تا سال ۲۰۱۰، ۵ میلیارد مطالعه تصویربرداری پزشکی در سراسر جهان انجام شده‌است. قرار گرفتن در معرض تشعشع از تصویربرداری پزشکی در سال ۲۰۰۶ حدود ۵۰ درصد از کل قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان در ایالات متحده را تشکیل می‌داد. تجهیزات تصویربرداری پزشکی با استفاده از فناوری صنعت نیمه هادی، از جمله تراشه‌های مدار مجتمع CMOS، دستگاه‌های نیمه هادی قدرت، حسگرهایی مانند حسگرهای تصویر (به ویژه سنسورهای CMOS) و حسگرهای زیستی، و پردازنده‌هایی مانند میکروکنترلرها، ریزپردازنده‌ها، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال، پردازنده‌های رسانه و … تولید می‌شوند. دستگاه‌های سیستم روی تراشه تا سال ۲۰۱۵، محموله‌های سالانه تراشه‌های تصویربرداری پزشکی بالغ بر ۴۶ میلیون واحد و ۱٫۱ میلیارد دلار بوده‌است.