Es una técnica bastante más sofisticada que las anteriores ya que permite obtener imágenes del organismo en tres dimensiones. Por su invención, Sir Godfrey Newbold Hounsfield y Allan McLeod Cormack recibieron el Premio Nobel en 1979. El equipo consta de un tubo de rayos X y un arreglo de detectores, ambos ubicados sobre un anillo rotatorio, y una camilla móvil. Una vez colocado el paciente en la camilla, esta se irá desplazando y el tubo de rayos X emitirá en forma continua, mientras el anillo rotatorio girará en torno al paciente. De esta forma se obtiene una gran cantidad de imágenes provenientes de rayos X que permiten reconstruir el interior del cuerpo del paciente. Este equipo es enteramente digital y contiene una potente computadora capaz de procesar gran cantidad de datos para formar la imagen. Incluso el monitor utilizado se diferencia bastante de un monitor doméstico.

También en este caso puede ser necesario suministrar al paciente un medio de contraste, a fin de visualizar mejor los órganos. Típicamente el estudio puede durar hasta media hora.