Tomossíntese (ou mamografia 3D) é uma nova tecnologia de imagem digital da mama, com baixa dose de radiação. O exame é realizado no mesmo aparelho de mamografia digital e o tempo de duração é praticamente o mesmo. A mama é comprimida como na mamografia convencional, em posição mediolateral oblíqua. Em seguida, é feita uma varredura de toda a mama (o tubo de RX movimenta-se em ângulo pré-determinado, como um arco), gerando várias imagens que serão imediatamente transmitidas ao computador para reconstrução. O médico radiologista poderá avaliar todas as imagens geradas na estação de trabalho.

Estudos têm mostrado que a tomossíntese reduz significantemente a superposição dos tecidos da mama, sobretudo em mamas mais densas, melhorando a identificação de lesões e permitindo diferenciar lesões verdadeiras daquelas que seriam geradas por esta superposição dos tecidos normais. Com isso, há uma menor reconvocação das pacientes para estudo complementar e uma redução expressiva do número de resultados falso-positivos e biópsias desnecessárias. Outra grande vantagem da tomossíntese é a maior sensibilidade em detectar microcalcificações e tumores invasivos em estágio inicial.

Publicações recentes mostram que a tomossíntese, associada à mamografia digital nos exames de rastreamento, resulta em uma taxa de detecção do câncer mais elevada, além do diagnóstico de maior número de tumores invasivos, quando comparada ao uso da mamografia convencional.