一般来说，X 射线检测系统包括一个辐射安全外壳、辐射防护柜、线性排列的 X 射线管和 X 射线探测器。用户可通过一个可远程控制的操纵装置将样品置于射线束内。最终的 X 射线图像显示在显示器上，供计算机处理图像。此外，X 射线系统还可配备电子程序控制装置，实现样品的自动检测。X 射线图像根据材料密度的差异显示物体特征。

部分 X 射线光谱在穿过物体时会被吸收。物体越厚或密度越高，被吸收的 X 射线就越多，无法通过。穿过物体的 X 射线会撞击探测器，在探测器上形成 X 射线图像。根据入射光线的强度，图像由不同的灰度组成： 物体较厚的部分或密度较高的材料（如铁、铜和铅）比密度较低的材料（如塑料、纸张甚至空气）看起来更暗。

然后在暗室中对胶片进行冲洗--就像一般的照相胶片一样--胶片所捕捉到的不同程度的辐射会表现为不同的白色和黑色。未被目标样本吸收的 X 射线会导致射线探测器曝光。这些区域将显示为黑色。由于吸收率较高或材料密度较大，吸收率较高的区域会显示为浅色。

这样，目标样本中均匀密度因气孔、裂缝或错位等缺陷而发生变化的区域将显示为深色线条，从而使熟练的技术人员更容易检测到。