Telemedizin macht es möglich, eine Diagnostik und Therapie durchzuführen, wenn der Patient an einem anderen Ort als der Arzt ist. Am wesentlichsten für die Telemedizin ist die Möglichkeit der ständigen Kontrolle von Patienten über eine räumliche Distanz. Insbesondere können Parameter des Patienten gemessen und dem medizinischen Personal übermittelt werden. Dazu gehören z. B. der Blutdruck, die Herzfrequenz und der Herzrhythmus, die Atmung, der Sauerstoffgehalt des Blutes, der Blutzuckergehalt und das Körpergewicht. Daher eignet sich die Überwachung mittels Telemedizin (Telemonitoring) für Patienten mit länger bestehenden Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen (z. B. Bluthochdruck oder Herzrhythmusstörungen), Asthma oder Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit).

Es ist mit der Telemedizin eine Früherkennung von Zuständen möglich, die für den Patienten lebensbedrohlich sein können oder dauerhafte Schäden nach sich ziehen können. Anders herum ist manchmal auch eine Therapie über die Entfernung möglich. Selbst Operationen können von anderen Orten aus mit ferngesteuerten Gerätschaften erfolgen.

Eine andere, inzwischen oft genutzte Möglichkeit der Telemedizin ist die Übermittlung von Untersuchungsbildern und -befunden zwischen Ärzten, die nicht am selben Ort praktizieren. Je nachdem, um welche Untersuchungen es geht, gibt es verschiedene Bezeichnungen für diese Art der Telemedizin. Ein Weiterleiten von Röntgenbildern, Aufnahmen der Computertomographie (CT) oder Kernspintomographie (MRT) wird z. B. als Teleradiologie bezeichnet. Die Beurteilung einer Gewebeprobe unter dem Mikroskop (Histologie) von einem entfernten Standort aus wird Telepathologie genannt. Weiterhin können Bilder aus vielen weiteren Richtungen der Medizin von räumlich getrennten Fachleuten begutachtet werden.