Bei der Tomosynthese-Mammographie wird die zu untersuchende Brust zwischen die Kompressionsplatten des Tomosynthesegeräts platziert. Es wird ein Druck ausgeübt, um die Brust unbeweglich zu halten, was sowohl die Bildqualität als auch den Patientenkomfort optimiert. Die Röntgenröhre bewegt sich bogenförmig um die Brust herum und erfasst innerhalb von etwa 7 Sekunden 11 bis 15 niedrig dosierte Röntgenbilder in kleinen Winkelintervallen. Diese digitalen Bilder werden anschließend mithilfe spezieller Software verarbeitet, um hochauflösende, dreidimensionale (3D-)Rekonstruktionen der Brust mit 1-mm-Schnittintervallen zu erstellen.