Le principe de base des systèmes de chirurgie assistée par ordinateur (CAO) consiste à localiser en trois dimensions la position d'instruments chirurgicaux dans le champ opératoire et à faire apparaître ces mêmes instruments sur des images pré- ou peropératoires. Les premiers systèmes de CAO pour le rachis ont été introduits à la fin des années 1990 pour optimiser le positionnement des vis pédiculaires. Deux technologies sont encore utilisées : la navigation à base tomodensitométrique (TDM) et la fluoronavigation qui est une alternative au système à base TDM. Depuis la fin des années 2000, trois nouveaux systèmes sont utilisés en chirurgie rachidienne. Les amplificateurs de brillance qualifiés de tridimensionnels (3D) se comportent comme de véritables scanners de bloc, donnant un effet « CT-like » avec imagerie 3D immédiatement disponible. Les gabarits individuels servent d'aide au positionnement d'outils. Sur le plan pratique, il faut disposer d'un examen TDM et d'un système de prototypage rapide. Un planning informatisé permet de percer un trou orienté dans l'axe du pédicule autorisant alors le passage d'un forêt. Les mini-robots de type bone mounted robot (robot à fixation osseuse) sont plus des systèmes d'aide au positionnement d'outils que de véritables robots. Ils se fixent directement sur le processus épineux vertébral et fonctionnent à base TDM. Comparée aux méthodes chirurgicales conventionnelles, la navigation fournit un important degré de précision dans le placement des vis pédiculaires. La supériorité des systèmes de navigation est évidente lorsqu'ils sont utilisés pour corriger et mettre en place des implants pédiculaires dans les grandes déformations rachidiennes ou sur des segments rachidiens préalablement fusionnés. Parmi les systèmes de navigation couramment utilisés, les méta-analyses montrent que les systèmes de navigation à base TDM sont légèrement plus précis que les systèmes de fluoronavigation 2D. Ces deux derniers restent toutefois de précision légèrement inférieure à celle fournie par les nouveaux systèmes de navigation à base fluoroscopique 3D. En matière d'irradiation, la hiérarchie décroissante peut être établie de la façon suivante : fluoroscopie conventionnelle, fluoronavigation 2D, navigation à base TDM et fluoronavigation 3D. Enfin, le temps d'utilisation des salles opératoires avec la fluoroscopie 3D est en moyenne comparable à celui qui est observé en chirurgie conventionnelle.