Grazie a un miglioramento della tecnologia, piuttosto che l'applicazione di principi di funzionamento innovativi, i tomografi di "terza generazione" (introdotti nel 1975) soppiantarono quelli delle generazioni precedenti ed ebbero un tale successo che sono a oggi la tipologia più diffusa. Essi si differenziano da quelli della seconda generazione per via del fascio a raggi X ancora più ampio (dai 30 ai 50 gradi) tanto da riuscire a comprendere l'intera porzione anatomica da studiare. Anche il numero dei detettori risulta ampiamente aumentato, raggiungendo le diverse centinaia di elementi. I detettori, inoltre, spesso vengono disposti su più di una fila, in modo da poter acquisire più sezioni in un'unica rotazione del tubo, rendendo l'acquisizione estremamente veloce tanto da poter essere utilizzata per lo studio del cuore in movimento.