X線成像基本原理，一方面是基于X線的穿透性、熒光效應和感光效應；另一方面是基于人體組織之間有密度和厚度的差別。當X線透過人體不同組織結構時，被吸收的程度不同，所以到達熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣，在熒屏或X線片上就形成明暗或黑白對比不同的影像。
1895年德國的物理學家倫琴在一只嵌有兩個金屬電極（陰極和陽極）的真空玻璃管兩端電極上加上幾萬伏的高壓電時，發現在距玻璃管兩米遠的地方，一塊用鉑氰化鋇溶液浸洗過的紙板發出明亮的熒光。當用手去拿這塊紙板時，竟在紙板上看到手骨的影像。當時倫琴認定：這是一種人眼看不見、但能穿透物體的射線。因當時無法解釋它的原理和性質，故借用了數學中代表未知數的“X”作為代號，稱之為X射線。