Основой компьютерно-томографического процесса является вычисление коэффициентов линейного ослабления рентгеновского излучения в каждой из использованных проекций при сканировании объекта. Построение изображения можно условно разделить на три этапа: сбор проекционных данных в процессе сканирования (data acquisition), реконструкция томографического слоя (reconstruction) и его отображение на экране монитора (imaging).

Сканирующее устройство компьютерного томографа или гентри представляет собой металлическую кольцевидную раму, на которой закреплены рентгеновская трубка и система детекторов. Рентгеновская трубка движется вокруг объекта, расположенного в окне гентри. Возникающее у анода рентгеновской трубки излучение суживается таким образом, чтобы получить тонкий пучок веерообразной формы. Для этого используются коллиматоры, установленные у выходного окна рентгеновской трубки и, в некоторых установках, перед системой детекторов. Ширина пучка достаточна для того, чтобы охватить весь диаметр объекта исследования. Толщина пучка рентгеновских лучей может произвольно изменяться от 1,0 (0,5) ммдо 10,0 мм.

После прохождения через объект ослабленное рентгеновское излучение регистрируется системой специальных детекторов — сцинтилляторов. В качестве детекторов используются либо кристаллы химических соединений (например, йодида натрия), либо полые камеры, заполненные инертным газом. Твердотельные детекторы в целом более эффективны, чем газовые, так как улавливают большее количество квантов рентгеновского излучения. Количество детекторов колеблется от 250 до 1000 и даже более в зависимости от типа аппарата. Рентгеновские фотоны вызывают свечение кристалла или инертного газа в детекторах, при этом световая энергия преобразуется в электрические сигналы с помощью фотоэлектронного преобразователя.