La imagenología molecular, por definición, es la visualización de procesos moleculares y celulares dentro de un sistema determinado. Las modalidades y reactivos descritos aquí representan una diversa gama que abarca tanto aplicaciones preclínicas como clínicas. Las innovaciones en el diseño de sondas y tecnologías beneficiarían enormemente los resultados terapéuticos al mejorar la precisión diagnóstica y la evaluación de la terapia aguda. Los patógenos oportunistas continúan representando una amenaza mundial, a pesar de los avances en las estrategias de tratamiento, lo que resalta la necesidad continua de diagnósticos mejorados. En esta revisión, presentamos un resumen del protocolo clínico actual para la imagenología de una infección sospechada, métodos que se encuentran actualmente en desarrollo para optimizar este proceso de imagenología y, finalmente, una visión sobre la endocarditis como un modelo de enfermedad infecciosa que necesita urgentemente métodos diagnósticos mejorados.