Im Prinzip stehen sich eine Röntgenröhre und ein Detektor-System gegenüber, die kreisförmig um einen Mittelpunkt rotieren. Im Zentrum des Mittelpunktes liegt die zu untersuchende Region. Bei Durchtritt des Röntgenstrahls durch den Körper, wird im Detektor-System die Abschwächung des Röntgenstrahles rekonstruiert. Über die räumliche Drehung entstehen unendlich viele Projektionen ein und desselben Punktes. Die Rohdaten werden dann durch einen aufwendigen Rechenprozess in ein fertiges Bild umgewandelt.

In der heutigen Technologie werden mehrere Reihen des Detektor-Systems in Längsachse zueinander gereiht, man spricht von Mehrzeilen-Spiral-CT. Das Detektorfeld sowie die Röhre sind in einem Metallring untergebracht und rotieren ständig. Bei den Mehrzeilen-Spiral-CT's wird unter ständiger Tischbewegung und unter kontinuierlicher Aufnahme die Untersuchung durchgeführt. Es entsteht damit eine Spirale, die den Körper sozusagen abtastet.

Die modernen Mehrzeilen-Spiral-CT's erlauben eine sehr schnelle Untersuchungszeit, sind aber sehr aufwendig in der Bild-Rekonstruktion.