X射线束在某一断面的360°的范围内，从不同方向射入对象物，计算机根据不同断面和不同方向的X射线透射后的强度数值，清晰地重构并显示出其内部构造的断面图像。以往的X射线摄影是把三维对象投影为二维图像，常常出现影像重叠不清晰等问题。X射线CT能避免影像重叠。另外，检测器的灵敏度远较X线胶片高，可以分辨出很小的密度差别，在图像中可以显示X射线平片无法显示的结构（如脑室、视神经等），在医疗临床应用方面有较大的优越性。一般认为，计算机X射线层析摄影技术的出现，是继X射线诊断技术之后的又一次革命性的突破。

计算机X射线层析摄影机是由扫描装置、检测电路、图像重构计算机系统等组成（见图）。

计算机层析显像与摄影原理图

扫描装置完成断层一周的精密扫描后，检测电路即对采集的信号进行对数变换、积分、灵敏度补偿和模数转换，再送至电子计算机。图像重构计算机系统一般采用专用快速处理机结构形式。主机为通用机，承担信息调度、人机对话和外部设备管理，而专用处理机则在主机的监控下高速进行图像重构运算并打印出CT值。最初一幅图像的测量时间需4～5分钟，20世纪80年代已缩短至1秒以内。CT的种类也由X射线CT发展到不同射线的核磁共振CT、电子发射CT等。但一般称呼的CT是指X射线CT。图像重构有直接矩阵法、逐次逼近法、总和法、卷积反投影法等方法。其中卷积反投影法的运算量小、质量好，应用较为广泛。CT主要用于医疗自动诊断方面，可借以观察不同器官、不同密度的各类组织吸收X射线的差异（密度分辨率可小于0.5%），能清楚地辨别肿瘤、血肿、水肿、梗塞、坏死和囊变组织等，不仅能显示质的变化，而且还能进行定量诊断。此外，CT还可用于工业中的自动检测、自动无损探伤和材料结构分析等方面，如无损断面检查，内部缺陷杂质检查，尺寸、形状、密度组成分布测量，内部状态观察，火箭固体燃料、弹头炸药与核燃料选择等。