在长期的使用中，人们也发现了X光诊断技术的某些缺点，如它把人体器官和组织投影成平面图像，使得全部结构重叠，需要的及不需要的信息都叠合在一起显示出来，使有些需要的信息看不清楚。另外，密度比较小的人体组织的病变也不易显示出来。
为了克服X光诊断的缺点，科学家们作出了不懈的努力。1964年，美国核物理学家柯马克，偶然闯入了医用X射线领域，他从体内X线减量考虑到体外X线减量，并提出了从许多不同角度用X射线测定内部结构的可能性，并用木头、金属制成的模型进行了实验研究。
1971年，根据柯马克的设想，英国科学家豪斯菲尔德成功地设计出一种新型的诊病机，定名为“X线电子计算机体层摄影机”。由于这个诊病机的英文全称过长，人们通常简称为CT。
CT机利用的仍是X射线的特性。当X线束从多个方面沿着身体某一选定好的部位进行多层次的照射时，X线射入并穿过人体后，部分被吸收，然后为检测器接收，被接收到的射线强弱与人的组织密度有关。探测器获得信息后，要经过繁杂的计算，因为大约有30万～150万组数据，用人力是无法计算的，因此只有靠电子计算机才能解决。电子计算机把多个经过处理的像素，转送给电视显示装置，就可在电脑荧光屏上显示出病变的画面，还可以自动拍摄出病变部位的照片。
CT改变了传统的影像摄取和贮存方式，而且由于CT扫描显示的图像一般是横断面，所以没有普通X光成像中前后重叠的缺点。另外，由于有电子计算机的帮助，CT对人体组织的密度分辨率很高，不仅可以区分骨骼、软组织、水、脂肪等密度差异较大的组织，而且对那些密度相差很小的组织，如对同属于软组织的肝、脾、胃等脏器都可加以区别。它的分辨度要比一般X光照片高100倍。
CT特别受到医生欢迎的是，它根据密度的不同识别正常结构和异常病变组织的功能远远超过普通X光检查。所以，目前临床上常用CT诊断脑、五官、肺、肝、胆、胰、脾、肾、膀胱、子宫、卵巢、前列腺的疾病。
如胰腺是临床和X光诊断最难检查的器官，虽然有选择性动脉造影和光纤十二指肠内窥镜逆行胰胆管造影，对胰腺病变的诊断有一定的作用，但这些造影比较复杂，并非每例都能取得成功，而且对病人也会造成痛苦。CT检查则能够直接看到胰腺的全貌。临床检查有时很难区分胰腺癌和慢性胰腺炎，而CT扫描就可以使有些病例得出准确诊断。目前，CT扫描胰腺肿瘤的准确率已达87%。
目前CT的临床应用主要在头部颅脑疾病，约占CT全部检查量的75%，其他如腹、胸部检查占25%。用CT来诊断肿瘤很有效，如CT对脑部肿瘤的诊断准确率高达95%，对肾囊肿和肾肿瘤的鉴别诊断，其准确率更是达到了惊人的100%。
做CT时，需要一张床台，让病人平躺；一套构台，这是像小隧道一样的仪器，内部装设X光发射器和探测器；另外还有一个X光发生器和一台电子计算机。这些设备都放在一个四周密闭的房间里，其中的一面墙上设有观察用的窗户，窗户的另一边坐着操作员，利用电脑操作扫描仪。每个扫描过的影像，可迅速显示在终端机的监视装置上。构造十分精细而复杂的CT电脑，不但能显示出某个特定角度上的断层面构造，也可以和由其他角度得来的影像合在一起，同时显示在终端机。病人在接受检查时不必脱去衣服，很是方便。
自从1971年CT机问世以来，它发展迅速，已历经4代，从每层扫描时间为5分钟，且只适合颅脑和眼眶检查的扫描机，现已发展到扫描时间仅为2秒～3秒，又能做身上任何部位扫描检查的现代化设备。缩短扫描时间很有意义，因为这可以消除呼吸运动和人体其他生理活动如胃肠蠕动等的影响，而这种运动会导致出现杂影、重叠，造成诊断困难。
CT的发明，是医学物理学自X射线发现以来最重大的进展，它使X光诊断技术有了革命性的飞跃。为此，它的发明者柯马克和豪斯菲尔德共同获得了1979年的诺贝尔医学或生理学奖。