Micro PET是基于临床PET发展起来的专门用于小动物的正电子断层显像装置，也称为动物PET（animal PET），微型PET。因为减小PET晶体探测环孔径可使PET分辨率提高，Micro PET显著的特点为小孔径探头。第一台动物专用PET 20世纪90年代问世，此后随着晶体材料、探测技术、计算机技术的发展，开发了各种用途的Micro PET。

Micro PET的工作原理与前述的临床PET相同，基本结构与PET相似，其根本的差别主要在探头方面。大部分Micro PET探头与临床PET探头一样，由晶体环探测器组成，如Micro PET R4、Micro PET P4、Micro PET Fucos 120、eXplore Vista PET、Micro PET mosaic等；也有采用电离室为探测器的Micro PET探头，其代表机型HIDAC-PET。下面介绍晶体探测型Micro PET的特点。

晶体环孔径越小，由双光子非共线导致的定位偏差越小（详见本章第七节），分辨率越高。根据不同的用途，Micro PET可设计不同的孔径。目前Micro PET的晶体环孔径有10～30cm多种规格。例如，孔径小于15cm，可用于啮齿小动物（大鼠、小鼠等）；孔径大于20cm，可用于灵长类动物。

晶体切割后的小晶体块表面越小，分辨率越高。大多数Micro PET的小晶体块表面大小在0.8mm×0.8mm～3mm×3mm之间；晶体的厚度越大，系统的灵敏度越高，晶体厚度在5～20mm。

早期动物PET都是用锗酸铋晶体（BGO），随着新闪烁晶体的研制成功，多种晶体被用于Micro PET。例如，硅酸镥（LSO）晶体、硅酸镥钇（LYSO）晶体、氟化钡（BaF ₂）晶体、铝酸镥（LuAP）、硅酸钆镥（LGSO）、硅酸钆（GSO）等。 为了提高 Micro PET的分辨率及灵敏度，有的Micro PET采用叠层闪烁晶体（Phoswich），即两层不同的晶体叠在一起使用。例如，NIH ATLAS PET采用 LGSO和 GSO两层晶体；eXplore Vista PET采用LYSO和GSO两层晶体。由于不同种类的两层晶体可识别入射光子在哪层晶体被吸收，这在一定程度上克服了光子斜穿小晶块时的深度效应引起的定位误差。

在Micro PET中，为了提高探测效率及缩小探测器体积，除了使用多通道位敏型光电倍增管外，还有的采用雪崩光电二极管（APD）及光敏感气体探测器等。

空间分辨率是描述Micro PET性能最重要的指标。目前，Micro PET的空间分辨率在视野中心可达到1mm。探头孔径越小，分辨率越高。不同用途的Micro PET，空间分辨率不同，通常在1～3mm。

Micro PET的灵敏度用探测到的符合计数率占放射源活度的百分率表示，称之为绝对灵敏度。灵敏度与小晶体块大小、能窗设置、光电转换器件的性能、晶体环孔径及轴向视野等有关。探测器对放射源张的立体角越大、能窗越宽，灵敏度越高。Micro PET的孔径较临床PET小，γ光子到达探测器行进的距离短，光子衰减率低。Micro PET的检测对象是小动物，因此性能设计上主要追求高分辨率。Micro PET采用小晶体块，薄晶体块，尽可能减小探测器孔径，这些措施使它的灵敏度低于临床用PET，但分辨率远高于后者。