يتم إجراء فحص التصوير المقطعي المحوسب بوضع المريض على طاولة مسطحة تتحرك عبر فتحة دائرية في جهاز الماسح الضوئي (Gantry). د

اخل الجهاز، يدور أنبوب الأشعة السينية حول المريض، مطلقاً حزمة ضيقة من الأشعة السينية عبر الجسم من زوايا متعددة. على الجانب الآخر من الجسم، تقوم أجهزة كشف خاصة بقياس كمية الأشعة السينية التي تمتصها الأنسجة المختلفة.

يتم إرسال هذه البيانات إلى جهاز كمبيوتر يقوم بإنشاء صور مقطعية (شرائح) تظهر تفاصيل الهياكل الداخلية بكثافات مختلفة (العظام تظهر باللون الأبيض، الهواء بالأسود، والأنسجة بكثافات رمادية مختلفة). للحصول على صور أكثر وضوحاً لهياكل معينة مثل الأوعية الدموية أو الجهاز الهضمي، قد يتم حقن مادة تباين (صبغة) عن طريق الوريد، أو شربها، أو إعطاؤها عن طريق حقنة شرجية قبل الفحص. يستغرق الفحص عادةً بضع دقائق فقط. يُطلب من المريض البقاء ثابتاً تماماً وربما حبس أنفاسه لفترات قصيرة أثناء الفحص لضمان جودة الصور.