應用X射線的穿透能力、螢光作用和膠片感光功能，顯示人體組織（器官）的形態結構、生理功能和病理生理影像，進行診斷的醫學影像診斷技術。1895年W.K.倫琴發現X射線後，首先應用於醫學臨床檢查（舊譯倫琴線檢查）。檢查分為透視、攝影和造影三大類。
透視 應用螢光屏上的螢光物質（如硫化鋅鎘），吸收X射線能量後，，轉變成波長較長的可見光（熒光），而直接觀察人體影像的技術。熒光屏的亮度有限，透視隻能在暗室進行。其後研制成功的X射線影像增強管可使熒光影像亮度增強至數千倍，使透視可在亮室進行。影像增強與電視技術相結合，可在電視屏幕上再呈現影像（X射線電視透視），可以隔室進行檢查，影像清晰，工作人員可不受射線影響。透視經濟簡便，主要用於觀察心臟搏動、肺呼吸和橫膈運動、胃腸蠕動等器官的功能狀態，以及骨折、脫臼的復位等為其優點。主要缺點為空間分辨率低、X射線量大、不能留下永久記錄。攝影能補充透視的不足，影像清晰，在所有影像學方法中空間分辨率最高。除胃腸道和需直接轉動病人觀察運動功能外，攝影已成為X射線檢查和診斷的主要方法。
攝影 應用X射線對膠片的感光作用在X射線膠片上直接顯示影像。加用增感屏使感光作用加強，以減少曝線量和曝線時間，已成為常用的X射線攝影技術。按攝影方法的不同，又可分為常規和特殊攝影。常規攝影又稱為平片檢查，主要應用於胸肺、骨骼和牙齒、充氣的胃腸道（如腸梗阻）和鈣化等，具有良好天然對比部位，可直接進行檢查；特殊攝影則利用特殊設備和方法補充常規攝影的不足而進行。例如體（斷）層攝影用於檢測身體某層面的組織結構，記波攝影用於觀察心臟大血管的搏動，放大攝影用於顯示某局部病灶的細微結構和病變等。由於CT等影像新技術的開發應用，這些特殊攝影多年來早已不用。
造影 腹部（如肝膽胰脾等實質性臟器）和胃腸道、盆腔器官、腦和脊髓、心臟和血管、泌尿生殖系、支氣管分支和關節腔等“軟組織”系統，因缺乏天然對比，必須註入對比（或稱造影）劑（如硫酸鋇、氣體、碘油或有機碘水劑），以形成人工對比，達到診斷目的者，稱為X射線造影檢查。此法的應用和發展擴大瞭X射線檢查的應用范圍。根據造影劑的註入途徑，有直接註入、生理排泄和生理聚集三種，以前二者最為實用。胃腸道鋇劑檢查，支氣管造影，輸卵管造影，腦室、脊髓造影，血管、心腔造影等為常用的直接註入法造影，經口服或靜脈註射的膽系和泌尿系造影屬排泄性造影術。自CT、MRI、超聲和核醫學影像新技術應用以來，傳統的X射線平片和造影檢查的診斷效用和適用范圍已明顯縮小，但對胸肺、骨骼、胃腸道和心血管（尤其冠狀動脈）疾患的診斷X射線平片或造影檢查仍具有重要的主導作用。