Objective: The objective of the study was to compare the diagnostic accuracy of cone beam computed tomography and three intraoral radiographic systems in the detection of in vitro caries lesions. Material and Methods: One hundred teeth (46 molars and 54 premolars) were evaluated, including 176 proximal surfaces and 90 occlusal surfaces, with or without dental caries lesions. Digital images of all teeth were obtained using specific intraoral radiographs, VistaScan DürrDental®phosphor-plate radiography, XIOS XG Sirona® digital sensor radiography, and CBCT I-CATTM. Observers evaluated the images for the detection of caries lesions. The teeth were clinically sectioned and stereomicroscopy served as a validation tool. The relationship of sensitivity and specificity between all systems was determined through the ROC curve using Az values. Results: The values of the area under the curve (Az) selected for the CBCT I-CATTM system were 0.89 (0.84-0.93), for conventional radiography 0.71 (0.66-0.76), digital sensor radiography 0.74 (0.70-0.78) and digital radiography with phosphor-plates 0.73 (0.69-0.77). Statistically significant differences were found between the CBCT I-CATTM system and intraoral radiographic systems (p<0.01). The sensitivity and specificity values for the CBCT I-CATTM were 0.84 and 0.93 respectively. Conclusion: CBCT has a high sensitivity and specificity compared to intraoral radiographic systems for the diagnosis of dental caries lesions in vitro.Objetivo: El objetivo del estudio fue comparar la precisión diagnóstica de la tomografía computarizada de haz cónico y tres sistemas radiográficos intraorales en la detección de lesiones de caries in vitro. Material y Métodos: Se evaluaron 100 dientes, 46 molares y 54 premolares; 176 superficies proximales y 90 superficies oclusales, con o sin lesión de caries dental. Se obtuvieron imágenes digitales de todos los dientes utilizando radiografías intraorales convencionales, radiografía con placas de fósforo VistaScan Du?rrDental®, radiografía con sensor digital XIOS XG Sirona® y CBCT I-CATTM. Tres observadores evaluaron las imágenes para la detección de lesiones de caries. Los dientes se seccionaron clínicamente y la estereomicroscopía sirvió como herramienta de validación. Se determinó relación de sensibilidad y especificidad entre todos los sistemas a través de la curva ROC utilizando valores Az. Resultados: Los valores de área debajo de la curva (Az) obtenidos para el sistema CBCT I-CATTM fueron de 0.89 (0.84-0.93), para radiografía convencional 0.71 (0.66-0.76), radiografía con sensor digital 0.74 (0.70-0.78) y radiografía digital con placas de fósforo 0.73 (0.69-0.77). Se encontró diferencias estadísticamente significativas entre el sistema CBCT I-CATTM y todos los sistemas radiográficos convencionales y digitales (p<0.01). Los valores de sensibilidad y especificidad para el CBCT I-CATTM fueron 0.84 y 0.93 respectivamente. Conclusión: La CBCT tiene una alta sensibilidad y especificidad en comparación a los sistemas radiográficos intraorales en el diagnóstico de lesiones de caries dental in vitro.