進入21世紀以後，隨著科學技術特別是計算機技術、數字化與圖像識別技術、人工神經網絡技術和機電壹體化技術的大發展，無損檢測技術獲得了快速進展。
在射線檢測方面，射線成像和缺陷自動識別技術、射線計算機輔助成像技術（CR）、射線實時成像技術（DR）和射線斷層掃描技術（CT）都獲得了廣泛的應用。檢測集裝箱的快速X射線實時成像系統、以X射線、γ射線、直線加速器為射線源的各種工業CT裝置已被廣泛地應用到各個工業領域。微焦點X射線CT可以檢測微米級的微小缺陷。
在超聲檢測方面，各種數字化超聲波探傷儀廣泛使用。TOFD超聲檢測系統、超聲成像檢測系統、磁致伸縮超聲導波檢測系統、相控陣超聲檢測系統已經獲得了廣泛應用。在檢測方法和應用技術研究方面，主要針對自動化超聲檢測技術、超聲成像檢測技術、人工智能與機器人檢測技術、TOFD超聲檢測技術、超聲導波檢測技術、非接觸超聲技術、相控陣超聲檢測技術、激光超聲檢測技術等都取得了大量的研究成果。在管棒材和焊管自動化檢測線使用的多通道超聲波探傷儀，通道數可達500個，采樣速率最高可達240MHz 。超聲導波檢測系統和磁致伸縮導波檢測方法已經用於帶保溫層工業管道和埋地管道腐蝕缺陷的長距離檢測。 在電磁檢測方面，常規渦流檢測儀器全部實現數字化，並發展了陣列探頭和多通道儀器，實現了數據轉換和分析等先進電子與信息技術的應用。遠場渦流、多頻渦流、脈沖渦流和磁光/渦流成像檢測技術都得到了成熟發展和應用。脈沖渦流檢測技術用於帶保溫層鋼質壓力容器和管道腐蝕檢測，最大可以穿透150mm厚的保溫層。
漏磁檢測技術已廣泛用於大型常壓儲罐底板腐蝕檢測、管道制造過程的在線檢測、鋼絲繩檢測、石油鉆桿檢測和無保溫層工業管道腐蝕檢測等。磁記憶檢測在電站鍋爐、壓力容器、壓力管道、汽輪機、風力發電機和橋梁等結構上已廣泛應用。巴克豪森噪聲技術在殘余應力檢測中的應用更加廣泛。
在聲發射檢測方面，各種性能先進的多通道聲發射儀不斷湧現。在聲發射信號分析和處理方面，包括常規參數分析、時差定位、關聯圖形分析、頻譜分析、小波分析、模式識別、人工神經網絡模式識別、模糊分析和灰色關聯分析等都獲得了應用。在我國有50多個檢測機構常年從事壓力容器的聲發射檢測。 在微波檢測和紅外檢測方面，也得到了很大發展。微波檢測在濕度、溫度、密度、固化度等檢測中廣泛應用，在膠接結構、復合材料、火箭推進劑等檢測中也發揮了重要作用。
紅外檢測在電力工業、石油化工、房屋建築等領域得到了廣泛應用。在金屬力學試樣、斷裂力學和應力分析、印刷電路板故障分析和陶瓷工業等領域也開展了應用研究。壓力容器紅外熱成像檢測已正式納入我國的特種設備安全監察法規體系。 在役檢查是在用設備與結構安全監察的重要方法。在壓力容器等特種設備、石油天然氣管道、航空系統、鐵道系統、土木工程與鋼結構、核電站等領域已廣泛開展，並取得了顯著的成就。
在役結構可靠性評價理論和法規在國際上獲得了壹致的認可。無損檢測技術在在用設備與結構的可靠性評價中發揮了重要的作用。
無損檢測技術在應對氣候變化、發展低碳經濟、循環經濟和綠色再制造產業中也正在起到不可替代的重要作用。
目前，我國擁有17萬無損檢測人員和2000多家無損檢測機構（不含企業內部探傷室），在國民經濟建設和人身與設備安全監測中發揮著重要作用。