X光與可見光線基本相同。兩者都是光子攜帶的波形電磁能。X光與可見光線的不同在于各自光子的能級不同。能級也可以表述為光線的波長。

　　我們的眼睛容易感受到具有特定波長的可見光，卻不容易感受到波長較短能量較高的X光光波或者波長較長能量較低的無線電波。

　　可見光光子和X光光子都是由電子在原子中的運動產(chǎn)生的。電子分布在原子核周圍，占據(jù)不同的能級或軌道。當電子進入能量較低的軌道時，需要釋放一些能量，即以光子的形式釋放多余的能量。光子的能級取決于電子落在軌道間的距離。（此過程的詳細說明見本頁）。

　　光子與另一個原子碰撞時，原子將一個電子推入能級較高的軌道，這樣，就可以吸收光子的能量。為此，光子的能級必須與電子所在的兩個位置之間的能差相符。否則，光子便無法使電子在軌道之間移動。

　　構成人體組織的原子對可見光光子的吸收能力極強。光子的能級與電子所在位置之間的不同能差相符。無線電波的能量不足以在較大的原子中將電子在不同的軌道間移動，因此，無線電波可穿過大多數(shù)物質。X光光子也可以穿過大多數(shù)物質，但原因正好相反：它們的能量過大。

　　這些光子能夠將電子完全撞離所屬的原子。X光光子的部分能量用于將電子與原子分離，其余能量用于發(fā)射電子，使其游離在空間。原子越大，以這種方式吸收X光光子的可能性就越大，因為原子越大，軌道間的能差越大，于是能級就越接近光子的能量。原子越小，分離電子軌道的能量突變相對越低，吸收X光光子的可能性就越小。

　　人體的軟組織由較小的原子組成，因此不能很好地吸收X光光子。組成人體骨骼的鈣原子則大得多，因此能更好地吸收X光光子。