Si ritiene che il tallio-201 entri nelle cellule pompato attivamente nel citosol tramite la pompa sodio-potassio – entra "mimando" il potassio (K+), in quanto di norma lo ione talloso ha una carica positiva. La captazione è influenzata sia dal flusso ematico regionale sia dalla vitalità del tessuto cardiaco (in quanto la pompa sodio-potassio richiede ATP per funzionare) Mimando il potassio, questo ione una volta trasportato nella cellula, può anche uscire dopo un po' di tempo, fino al raggiungimento di uno stato di equilibrio col liquido extracellulare. Questa caratteristica consente di valutare la riserva coronarica in un'unica somministrazione fatta subito dopo il test di provocazione (al contrario dei traccianti tecneziati). Dapprima infatti si osserverà accumulo del farmaco in tutte le aree irrorate – le aree necrotiche, senza vascolarizzazione significativa, non capteranno nulla –, mentre successivamente il fenomeno della ridistribuzione descritto prima farà in modo – nei tessuti ben irrorati – che il farmaco da questi venga portato via, lasciando captanti le aree con stenosi in cui questo processo è più lento. Tuttavia, nonostante questi vantaggi, i traccianti tecneziati sono anche molto usati in quanto il tallio non è sempre disponibile in urgenza, inoltre presenta caratteristiche farmacocinetiche, di energia del fotone gamma emesso e di emivita non ottimali.