X线成像基本原理，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样，在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。
1895年德国的物理学家伦琴在一只嵌有两个金属电极（阴极和阳极）的真空玻璃管两端电极上加上几万伏的高压电时，发现在距玻璃管两米远的地方，一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。当用手去拿这块纸板时，竟在纸板上看到手骨的影像。当时伦琴认定：这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因当时无法解释它的原理和性质，故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号，称之为X射线。
