Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la tumeur hépatique primitive la plus fréquente et constitue un défi diagnostique majeur. Le bilan iconographique est actuellement principalement basé sur le CT-scanner et l’imagerie par résonance magnétique. Bien que performante, cette approche présente certaines limites, en particulier dans la caractérisation des lésions atypiques et de petite taille. L’imagerie moléculaire au [18F]Fluoro-2-deoxy-d-glucose, par tomographie à émission de positons couplée à un CT(PET/CT au [18F]FDG) souffre,quant à elle, d’une sensibilité variable selon la différenciation tumorale. Récemment, l’imagerie par PET/CT à l’antigène membranaire spécifique de la prostate (PSMA), initialement développée dans le cadre des néoplasies prostatiques, a suscité un intérêt croissant pour plusieurs types de tumeurs non-prostatiques, notamment les CHC, en raison de son affinité pour l’endothélium vasculaire tumoral. Un cas clinique illustre l’intérêt potentiel du PET/CT au PSMA dans la stadification et la prise en charge thérapeutique du CHC.