单光子发射计算机断层扫描是一种放射性同位素CT扫描，属核医学范畴。其成像原理系将放射性核素显影与CT的三维成象技术结合在一起，可以显示不同层面内放射性同位素的分布图象。SPECT是以普通γ射线为探测对象，所使用的放射性同位素能放出单光子，这些核素由原子反应堆产生，在衰变过程中发射出单方向的γ光子。

γ光子可用旋转式γ光子照相机或环形SPECT扫描机取得信息并显影。常用的单光子放射性核素有99m锝、133氙、201铊等，近年常用81m氪与123碘。检查时先注入或吸入含有上述放射性核素的药物，SPECT的探测器环绕受检部位的纵轴方向快速旋转360°或180°，接受病人体内从不同方向发射出来的γ光子。γ光子撞击探头上的碘化钠晶体便产生闪光信号，经光电信增管放大成信号，再经一系列电子学程度处理，在计算机内求出断层平面内各点的放射浓度分布，通过转换然后重建成图像，显示在荧光屏上，并可摄成照片。它不仅能清晰显示形态学异常(如能清晰地描绘基底节、丘脑和不同的皮质区域)，而且能显示内脏的局布血流量、血容量、氧与葡萄糖代谢等生化学改变，对判断各类疾病的早期代谢障碍有重要价值。