Tomografia rentgenowska to nieniszcząca metoda badania struktury wewnętrznej różnych obiektów. Metoda polega na rejestrowaniu stopnia osłabienia promieniowania rentgenowskiego przechodzącego przez badaną próbkę. Osłabienie to zależy od drogi jaką promieniowanie przebywa w materiale (jego grubość) oraz jego zdolności pochłaniania. Ta ostatnia zależy z kolei od własności atomowych substancji (głównie od liczby elektronów) dzięki czemu możliwe jest rozróżnianie obszarów o różnej gęstości. Źródłem promieniowania jest lampa rentgenowska, której parametry pracy takie jak moc oraz napięcie zasilające dobiera się w zależności od potrzeb.
Materiały biologiczne – na ogół słabo pochłaniające – badane są z wykorzystaniem promieniowania o niskich energiach (napięcie zasilające lampę nie przekracza kilkudziesięciu kV). Materiały takie jak metale ze względu na wysoką zdolność pochłaniania bada się przy pomocy wysokonapięciowych lamp rentgenowskich zasilanych napięciami kilkuset tysięcy woltów.
We współczesnych tomografach promieniowanie przechodzące przez obiekt jest rejestrowane przy pomocy detektora półprzewodnikowego umożliwiając obserwację wnętrza obiektu w czasie rzeczywistym. Aby możliwe było odwzorowanie trójwymiarowej struktury wewnętrznej, konieczne jest wykonanie wielu projekcji obiektu pod różnymi kątami. W tym celu źródło oraz detektor obracają się wokół badanego obiektu tak jak ma to miejsce w przypadku tomografii medycznej lub obiekt wykonuje obrót wokół własnej osi a układ źródło – detektor jest nieruchomy jak w większości tomografów badawczych oraz przemysłowych. Odpowiednia liczba projekcji (zwykle od kilkuset do kilku tysięcy) umożliwia precyzyjną rekonstrukcję wnętrza obiektu.
 |  |
| Seria 2400 projekcji | Obiekt zrekonstruowany |
Zebrane przez detektor promieniowania dane tworzą obraz, w którym jasność każdego z punktów odpowiada zdolności pochłaniania promieniowania przez materiał. Dzięki złożonej i czasochłonnej obróbce komputerowej możliwa jest przestrzenna rekonstrukcja struktury wewnętrznej obiektu. Z tego też powodu tomografia znalazła praktyczne zastosowanie dopiero po osiągnięciu przez komputery mocy obliczeniowej umożliwiającej rekonstrukcje zarejestrowanych projekcji w sensownym czasie.