Faits:
A. X._ exploite un salon érotique appelé "A._", où sont actives une quarantaine d'"hôtesses". Depuis 2004, elle est inscrite au registre du commerce du canton de Genève comme exploitante de l'entreprise individuelle "AX._", dont le but est la fourniture de services personnels de relaxation. X._ est elle-même active comme "escort girl" dans les locaux du salon et en dehors de celui-ci.
X._ a été immatriculée au registre des contribuables de l'Administration fédérale des contributions, Division principale de la taxe sur la valeur ajoutée (ci-après: l'Administration fédérale), depuis le 1er janvier 2007 pour l'ensemble de ses activités, à savoir l'exploitation du salon et ses propres services comme "escort girl".
A la suite d'une communication de l'Administration fiscale genevoise, l'Administration fédérale a inscrit en décembre 2008 X._ au registre des contribuables TVA avec effet rétroactif au 1er janvier 2003.
Lors d'un contrôle externe portant sur les périodes fiscales allant du 1er trimestre 2003 au 4ème trimestre 2008, effectué les 5 et 6 février 2009, l'Administration fédérale a constaté ce qui suit:
- Le salon comportait sept chambres et un jacuzzi et était ouvert toute l'année 24h sur 24;
- 40 "filles" proposaient leurs services, dont une dizaine en permanence;
- un site Internet était mis à la disposition de la clientèle;
- des annonces étaient régulièrement publiées dans les journaux au nom du salon;
- les clients avaient la possibilité de payer, pour les prestations fournies, soit au comptant directement auprès des "filles", soit par carte de crédit;
- en cas de paiement par carte de crédit, le montant était crédité sur un compte ouvert auprès de "Postfinance" au nom de l'entreprise individuelle "B._", compte dont les époux X._ étaient les ayants droit économiques;
- les chiffres d'affaires journaliers présentés, qui ressortaient de simples tableaux "Excel", ne correspondaient pas aux contre-prestations totales versées par les clients du salon, mais seulement à la quote-part (environ 25 à 30%) revenant à X._, après déduction des montants versés aux "filles" (en cas de paiement par carte de crédit) ou retenus par celles-ci (lors d'un paiement au comptant);
- les chiffres d'affaires journaliers encaissés durant les périodes fiscales en question, qui ressortaient de simples tableaux "Excel", ne correspondaient pas aux chiffres d'affaires (plus élevés) indiqués dans les déclarations fiscales, ni à ceux ressortant d'un tableau récapitulatif ayant servi à la correction des taxations 2002 à 2005 par l'Administration fiscale genevoise;
- les tableaux "Excel" des chiffres d'affaires réalisés mensuellement, établis sur la base des notes manuscrites des "filles", n'étaient pas conservés plus d'un mois;
- le seul tableau disponible était ainsi celui de janvier 2009; il faisait état de recettes totales de 324'000 fr. (dont 56'000 fr. payés par carte de crédit) pour 1'128 prestations.
L'Administration fédérale a procédé à une taxation par estimation. Elle a reconstitué les chiffres d'affaires des "hôtesses" en se basant sur les recettes du mois de janvier 2009 et ceux de X._ en se fondant sur les recettes journalières réalisées par celle-ci durant les années 2003 à 2008. Elle a ainsi confirmé l'assujettissement à la TVA de cette dernière avec effet rétroactif au 1er janvier 2003 et lui a réclamé un montant d'impôt de 292'153 fr. pour la période allant du 1er janvier 2003 au 31 décembre 2006 (décompte complémentaire no xxx du 6 février 2009) et de 193'502 fr. pour la période allant du 1er janvier 2007 au 30 juin 2008 (décompte complémentaire no yyy du 6 février 2009). Ce dernier montant a été augmenté de 37'081 fr. par un nouveau décompte no zzz du 19 mai 2009 corrigeant le précédent. Enfin, par décompte complémentaire no zzz du 6 février 2009, l'Administration fédérale a réclamé 113'014 fr. à X._ pour la période allant du 1er juillet au 31 décembre 2008.
B. L'assujettissement et les montants d'impôt dus ont été confirmés par décision formelle du 2 juin 2009.
La réclamation formée contre ce prononcé a été rejetée par décision du 25 janvier 2011.
Saisi d'un recours contre cette décision, le Tribunal administratif fédéral l'a rejeté par arrêt du 16 février 2012. Il a considéré que, contrairement à ce que prétendait X._, les "hôtesses" n'étaient pas indépendantes du point de vue du droit de la TVA. C'était par conséquent à bon droit que leurs chiffres d'affaires avaient été attribués à la prénommée. Par ailleurs, le Tribunal administratif fédéral a confirmé les modalités de la taxation par estimation effectuée par l'Administration fédérale.
C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ demande en substance au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, principalement, d'annuler l'arrêt du 16 février 2012 et de renvoyer le dossier au Tribunal administratif fédéral, afin qu'il statue à nouveau après avoir chiffré les montants imposables; selon elle, ceux-ci consistent uniquement en les recettes provenant de ses propres prestations d'ordre sexuel, les revenus issus de la mise à disposition de l'infrastructure et les commissions de 10% prélevées lorsque les clients paient par carte de crédit. A titre subsidiaire, elle conclut à ce que la cause soit renvoyée à l'Administration fédérale pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Au préalable, elle requiert que son recours soit doté de l'effet suspensif. Sur le fond, elle critique le point de vue du Tribunal administratif fédéral selon lequel les "hôtesses" travaillant dans son salon ne seraient pas indépendantes au sens du droit de la TVA.
L'autorité précédente renonce à se déterminer sur le recours, alors que l'Administration fédérale propose de le rejeter.
Par ordonnance présidentielle du 4 mai 2012, la requête d'effet suspensif a été admise.

Considérant en droit:
1. 1.1 Dirigé contre un jugement final (cf. <ref-law>) rendu dans une cause de droit public (cf. <ref-law>) par le Tribunal administratif fédéral (cf. <ref-law>), le présent recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public. Interjeté par une partie directement touchée par la décision attaquée et qui a un intérêt digne de protection à son annulation ou sa modification (cf. <ref-law>), il a, en effet, été déposé dans le délai (cf. <ref-law>) et la forme (cf. <ref-law>) prévus par la loi et ne tombe sous le coup d'aucune des clauses d'exception de l'<ref-law>.
1.2 Le Tribunal fédéral statue en principe sur la base des faits établis par l'autorité précédente, sauf si ceux-ci ont été retenus de façon manifestement inexacte - ce qui correspond à la notion d'arbitraire (<ref-ruling> consid. 4.3 p. 63) - ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (cf. art. 105 al. 1 et 2 LTF) et si la correction du vice est susceptible d'influer sur le sort de la cause (<ref-law>). Lorsque le recourant entend s'en prendre aux faits ressortant de l'arrêt attaqué, il doit établir de manière précise la réalisation de ces conditions. A défaut, il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait divergent de celui qui est contenu dans l'acte attaqué (<ref-ruling> consid. 5.1 p. 356 et les arrêts cités). Par ailleurs, l'<ref-law> dispose qu'aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté, à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (al. 1).
1.3 Dans la mesure où la recourante présente sa propre version des faits, sans exposer en quoi les conditions rappelées ci-dessus seraient réalisées, ou allègue des faits nouveaux, son recours est irrecevable. Le Tribunal de céans procédera à l'examen de la décision attaquée sur la seule base des faits qui y sont retenus.
2. La loi fédérale du 2 septembre 1999 régissant la taxe sur la valeur ajoutée (RO 2000 1300 et les modifications ultérieures; ci-après: aLTVA), entrée en vigueur le 1er janvier 2001, a été abrogée avec effet au 31 décembre 2009 par la nouvelle loi fédérale du 12 juin 2009 régissant la taxe sur la valeur ajoutée (LTVA; RS 641.20). Sous réserve d'exceptions, les normes de l'ancien droit ainsi que leurs dispositions d'exécution sont applicables à tous les faits et rapports juridiques ayant pris naissance avant leur abrogation (<ref-law>). L'aLTVA s'applique dès lors au présent litige, qui porte sur les périodes fiscales allant du 1er trimestre 2003 au 4ème trimestre 2008.
3. 3.1 Aux termes de l'art. 21 al. 1 aLTVA, est assujetti à l'impôt quiconque, même sans but lucratif, exerce de manière indépendante une activité commerciale ou professionnelle en vue de réaliser des recettes, à condition que ses livraisons, ses prestations de services et ses prestations à lui-même effectuées sur territoire suisse dépassent globalement 75'000 fr. par an.
Exerce une telle activité de manière indépendante la personne qui fournit ses prestations en son nom, en apparaissant comme prestataire vis-à-vis de l'extérieur. Dès lors qu'elle remplit ces conditions, cette personne est en principe considérée comme un assujetti distinct et les prestations qu'elle fournit lui sont attribuées aux fins de l'assujettissement et de l'imposition (arrêt 2C_742/2008 consid. 5.2 et les références, in Archives 79 p. 260, RF 64/2009 p. 604). Pour caractériser l'activité indépendante en droit de la TVA, il est possible de se référer aux critères applicables en droit des impôts directs - où il s'agit principalement de distinguer l'activité indépendante de la gestion de la fortune privée, du hobby et de l'exercice d'une activité lucrative dépendante -, même si la finalité différente des deux catégories d'impôts limite l'harmonisation de la notion (arrêt 2C_399/2011 du 13 avril 2012, destiné à la publication, consid. 2.4.2). Le fait de supporter le risque économique, d'agir et d'apparaître sous son propre nom vis-à-vis des tiers, ainsi que la liberté d'accepter ou non une tâche et de s'organiser en vue d'exécuter celle-ci dénotent ainsi une activité indépendante. En outre, le fait d'employer du personnel, d'effectuer des investissements importants, de disposer de ses propres locaux (commerciaux), d'avoir différents partenaires d'affaires et d'être indépendant du point de vue de l'économie d'entreprise et de l'organisation du travail jouent également un rôle. La qualification doit intervenir en appréciant l'ensemble des aspects pertinents (arrêts 2C_518/2007 et 2C_519/2007 du 11 mars 2008 consid. 2.2, in Archives 77 p. 567, RF 63/2008 p. 706; 2C_399/2011, précité, consid. 2.4.2 et les références). Le statut au plan des assurances sociales et en matière d'impôts directs, de même que les relations contractuelles de droit privé constituent des indices, mais ne sont pas déterminants à eux seuls (arrêt 2A.47/2006 du 6 juillet 2006 consid. 3.2 et les références, in RF 61/2006 p. 825; Mollard/Oberson/Tissot Benedetto, Traité TVA, 2009, chap. 3 nos 38 s.).
3.2 Dans plusieurs affaires concernant des salons érotiques, le Tribunal fédéral a précisé les critères permettant de déterminer si les "hôtesses" sont indépendantes en droit de la TVA, auquel cas les prestations qu'elles fournissent leur sont attribuées, ou si elles ont un statut dépendant, avec pour conséquence que leurs prestations sont attribuées à l'exploitant du salon. Il importe ainsi de savoir si la publicité sur Internet et dans la presse est faite au nom du salon ou si les "hôtesses" apparaissent elles-mêmes vers l'extérieur. Un autre aspect important est leur degré d'indépendance dans l'exercice de leur activité ou au contraire d'intégration dans l'organisation du salon. Le fait que les prix des prestations sont fixés par le salon, que les "hôtesses" doivent s'en tenir aux horaires d'ouverture et ont des contraintes liées à la disponibilité des locaux sont autant d'indices d'intégration au plan de l'organisation (arrêt 2C_518/2007 et 2C_519/2007, précité, consid. 3.2; 2C_426/2008 et 2C_432/2008 du 18 février 2009 consid. 4.2, 4.3.3 et 4.4, in Archives 79 p. 608, RF 64/2009 p. 605).
4. 4.1 L'autorité précédente a retenu que c'était le salon qui figurait sur le site Internet et les divers supports publicitaires (présentation du salon sur différents sites Internet de tiers, campagnes d'affichage en ville de C._ et annonces dans le journal D._) comme fournisseur des prestations de services d'ordre sexuel. Les "hôtesses" figuraient certes sur le site Internet du salon et certaines d'entre elles "semblaient" avoir leur propre site. Il n'en demeurait pas moins que le site Internet du salon et les autres supports publicitaires indiquaient un seul moyen de contact, à savoir l'appel téléphonique au numéro du salon. Le numéro de téléphone personnel de certaines "hôtesses" était certes disponible sur le site Internet du salon, mais cela ne concernait que trois d'entre elles - dont la recourante elle-même -; de plus, le numéro n'était accessible qu'en cliquant sur le nom de la personne concernée. Par ailleurs, s'agissant de l'organisation, le salon mettait à disposition les locaux et divers objets (préservatifs, serviettes, produits de toilette, etc.). La recourante fixait les heures d'ouverture, les tarifs applicables - pour les différentes prestations - et les règles d'utilisation des locaux. Elle décidait librement quelle "hôtesse" était admise à pratiquer au salon et pouvait également prendre des mesures à l'égard des clients. L'organisation mise en place garantissait en outre que les clients s'acquittent du prix des prestations, de sorte que les "hôtesses" ne supportaient pas le risque financier. La recourante prenait ainsi toute mesure en vue d'atteindre une utilisation maximale des lieux et d'accroître la rentabilité du salon. Dans ces conditions, les "hôtesses" avaient un statut dépendant en droit de la TVA.
4.2 Concernant le fait que seul le numéro de téléphone du salon figure sur le site Internet et les supports publicitaires, la recourante fait valoir que sa situation n'est pas différente de celle d'une centrale de taxis, laquelle n'est pas considérée, au plan de la TVA, comme le fournisseur des prestations de transport des taxis. S'agissant de l'organisation du salon et plus particulièrement de sa faculté de décider quelle "hôtesse" est admise à y exercer ses activités, la recourante soutient qu'à cet égard elle peut être comparée à un apporteur d'affaires dans le domaine de l'assurance ou de la finance, qui ne souhaite faire de la publicité que pour une entreprise sérieuse et compétente. Cette faculté résulterait en outre de son obligation, en vertu de la loi genevoise sur la prostitution du 17 décembre 2009 (RS/GE I 2 49), de veiller à ce que les personnes exerçant la prostitution respectent les dispositions légales. Par ailleurs, la recourante fait valoir que ce sont les "hôtesses" et non pas elle qui supportent le risque économique lié à l'absence d'activité: si celles-ci n'arrivent pas à acquérir des clients et à les fidéliser, elles courent le risque de ne pas avoir de revenus, puisqu'elle-même ne leur garantit aucune rémunération. Elle reproche en outre à l'autorité précédente de n'avoir pas suffisamment instruit la cause, en violation du droit d'être entendu (art. 29 Cst.) et de la maxime inquisitoire, en ce qui concerne son statut et celui des "hôtesses" en matière d'AVS et d'impôts directs.
4.3 Comme l'a relevé l'autorité précédente, c'est le salon qui figure sur les supports publicitaires. Le site Internet de celui-ci présente certes les "hôtesses", mais seuls leurs pseudonymes sont indiqués, alors que, par le biais du registre du commerce, la recourante apparaît vers l'extérieur sous son nom comme exploitante du salon. Par ailleurs, celle-ci met à disposition, par le biais du salon, toute l'infrastructure nécessaire à la fourniture des prestations (locaux, matériel et même compte bancaire pour le paiement par carte de crédit), dont elle fixe les tarifs.
Dans ces conditions, c'est bien le salon et non les "hôtesses" qui apparaît vis-à-vis des clients comme le fournisseur des prestations d'ordre sexuel.
Au plan de l'organisation de l'activité, la publicité - effectuée par le salon - revêt une importance particulière s'agissant de prestations d'ordre sexuel (cf. arrêt du Tribunal administratif fédéral A-5875/2009, précité, consid. 5.3). Par ailleurs, le salon fixe les tarifs, comme il vient d'être dit et la recourante choisit les jeunes femmes qui peuvent y travailler. Celle-ci tente certes de relativiser l'importance de cette faculté en se référant à ses obligations découlant de la législation genevoise sur la prostitution. Or, si celle-ci lui impose il est vrai certaines vérifications (âge, statut en droit des étrangers, cf. art. 12 let. b de la loi précitée), il est vraisemblable que le choix intervienne surtout sur la base de critères "commerciaux" devant assurer le "niveau" du salon et le maintien des tarifs pratiqués. Quant au risque économique supporté par les "hôtesses", il est à tout le moins réduit par la publicité effectuée par le salon (cf. arrêt 2C_518/2007 et 2C_519/2007, précité, consid. 3.3.3). Le fait que celles-ci n'ont pas un revenu garanti constitue certes un indice d'activité indépendante, mais n'est pas décisif, car, dans l'appréciation globale à laquelle il y a lieu de procéder, les circonstances qui viennent d'être évoquées et qui indiquent au contraire une condition dépendante apparaissent comme prépondérantes (cf. arrêt 2C_518/2007 et 2C_519/2007, précité, consid. 3.2 et 3.3.2).
S'agissant du statut au plan de l'AVS et des impôts directs, la recourante s'est contentée d'allégations (seule la part lui revenant des recettes provenant des prestations d'ordre sexuel aurait été soumise aux impôts directs; les cotisations AVS auraient été prélevées sur la même quote-part, l'autorité compétente reconnaissant par là de fait le statut indépendant des "hôtesses"), sans produire ni même offrir de moyens de preuve, de sorte que son droit d'être entendue ne saurait avoir été violé. Du reste, l'autorité précédente pouvait considérer, au vu des autres circonstances dénotant une activité dépendante, que ces éléments n'étaient pas de nature à l'amener à une autre conclusion; elle pouvait ainsi renoncer à instruire sur ces aspects, sans violer la maxime inquisitoire.
Quant à la comparaison de la situation de la recourante avec celle d'une centrale de taxis, elle repose sur des faits (une telle centrale "dicterait" les tarifs des prestations de transport, etc.) qui ne ressortent pas de la décision attaquée et sont, partant, irrecevables. Il n'est en outre pas établi ni même allégué qu'une centrale de taxis choisirait les chauffeurs avec qui elle travaille, comme la recourante le fait avec les "hôtesses" de son salon. L'importance de la personne du prestataire - le client du salon voulant rencontrer telle "hôtesse", alors que celui qui appelle une centrale de taxis ne demande généralement pas un chauffeur particulier - n'est pas déterminante, car il en va de même dans d'autres activités (p. ex. salon de coiffure comptant plusieurs employés), sans que cela implique nécessairement un statut indépendant (cf. arrêt 2C_518/2007 et 2C_519/2007, précité, consid. 3.3.2).
En conclusion, c'est bien le salon de la recourante qui apparaît vis-à-vis de l'extérieur comme le fournisseur des prestations de services d'ordre sexuel, les "hôtesses" ne se présentant qu'à travers lui. Compte tenu également de l'organisation mise en place, ces dernières sont vues comme faisant partie de l'entreprise de la recourante, de sorte que seule celle-ci exerce une activité indépendante au sens du droit de la TVA et qu'il se justifie de lui attribuer les prestations fournies par les "hôtesses" dans le cadre du salon. Le recours est mal fondé à cet égard.
5. 5.1 La recourante fait valoir que les "hôtesses" sont libres d'exercer leurs activités en dehors du salon - auquel cas elles ne doivent rien lui verser - et que certaines d'entre elles ont effectivement des clients à l'extérieur. Elle reproche à l'autorité précédente de n'avoir pas suffisamment instruit la cause à cet égard et d'avoir ainsi violé son droit d'être entendue, ainsi que la maxime inquisitoire. Les faits en question seraient en effet déterminants, dès lors que, selon le principe de l'unité de l'entreprise consacré par la jurisprudence, les "hôtesses" ne pourraient être assujetties personnellement pour les prestations fournies à l'extérieur sans l'être également pour celles effectuées dans le cadre du salon.
5.2 Comme cela ressort de l'arrêt 2C_742/2008 (consid. 5.3), le principe de l'unité de l'entreprise sert à fixer l'étendue de l'assujettissement d'un contribuable donné, lequel est assujetti pour l'ensemble de ses activités (indépendantes au sens indiqué ci-dessus), la qualité de sujet fiscal n'étant pas divisible (Mollard/Oberson/Tissot Benedetto, op. cit., chap. 3 no 55). Ce principe ne permet en revanche pas de déterminer si l'on est en présence d'un ou de plusieurs contribuables, question qui s'examine au regard de la manière dont les personnes concernées apparaissent - ou non - vis-à-vis des tiers et d'après l'organisation adoptée en vue de fournir les prestations (cf. consid. 3.1 ci-dessus). Or, selon ces critères, seule la recourante exerce une activité indépendante au sens du droit de la TVA et il se justifie de lui attribuer les prestations fournies par les "hôtesses" dans le cadre du salon qu'elle exploite (voir consid. 4.3 ci-dessus). A supposer qu'il soit avéré, le fait que certaines "hôtesses" exercent leurs activités également à l'extérieur du salon ne saurait rien y changer sous l'angle du principe de l'unité de l'entreprise. Par conséquent, l'autorité précédente pouvait se dispenser d'instruire sur ce point, sans violer le droit de la recourante d'être entendue, ni la maxime inquisitoire.
6. Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
Succombant, la recourante doit supporter les frais judiciaires (cf. <ref-law>) et n'a pas droit à des dépens (cf. <ref-law> a contrario).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 8'000 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, à l'Administration fédérale des contributions, Division principale de la taxe sur la valeur ajoutée, et au Tribunal administratif fédéral, Cour I.
Lausanne, le 23 juillet 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
Le Greffier: Vianin