Röntgen- und Gammastrahlen sind in der Lage, Materialien zu durchdringen. Die Strahlendosis nimmt in Abhängigkeit von der durchdrungenen Materialdicke und der Materialart (i.W. der Dichte) ab. Strahlungssensible Detektoren (z.B. Röntgenfilme oder digitale Detektoren) können die Dosisverteilung hinter dem Objekt zweidimensional erfassen, wodurch ein Röntgenbild entsteht. Bei Röntgenfilmen steigt die Schwärzung mit zunehmender Dosis an. Bei digitalen Detektoren ist die Grauwertdarstellung üblicherweise umgekehrt.

Ein Hohlraum oder ein Materialeinschluss mit geringerer Dichte als das Grundmaterial (z.B. Schlacke in Stahlguss) schwächt die Strahlung weniger und kann somit auf einem Röntgenfilm als dunkle Anzeige sichtbar gemacht werden. Auch Einschlüsse mit höherer Dichte als das Grundmaterial können aufgrund der größeren Schwächung als helle Anzeigen auf dem Film nachgewiesen werden.

Die unvermeidbare Unschärfe einer Abbildung hängt ganz wesentlich von der Größe des Brennflecks der Röntgenröhre bzw. von der Größe des Gammastrahlers, den Abständen zwischen Quelle, Objekt und Detektor und vom Detektor selbst ab.

Je höher die Energie der Strahlung ist, umso weniger Strahlungsanteile werden vom Objekt absorbiert. Das führt gleichzeitig zu einem geringeren Kontrast, aber auch zu einer besseren Durchdringungsfähigkeit der Strahlung.

Je dicker oder dichter ein Material ist, umso höher wählt man daher in der Regel die Röntgenenergie. Im Material wird ein Teil der primären Strahlung in ungerichtete, sekundäre Streustrahlung mit geringerer Energie umgewandelt. Streustrahlung verringert den Kontrast und damit die Bildqualität, weil Sie den Detektor bzw. Film zwar belichtet, aber keine Bildinformation trägt. Zwischen Objekt und Detektor angebrachte metallische Filter, die vorzugsweise die niederenergetische Streustrahlung abschwächen sollen, können diesen Effekt nur geringfügig vermindern.