X射線探傷機是從X射線管中產生的，X射線管是一種兩極電子管。將陰極燈絲通電使之白熾電子就在真空中放出，如果兩極之間加幾十千伏以至兒百千伏的電壓(叫做管電壓)時，電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動能，當這些高速電子撞擊陽極時，與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，放出X射線。

電子的動能部分轉變為X射線能，其中大部分都轉變為熱能。電子是從陰極移向陽極的，而電流則相反，是從陽極向陰極流動的，這個電流叫做管電流，要調節管電流，只要調節燈絲加熱電流即可，管電壓的調節是靠調整X射線裝置主變壓器的初級電壓來實現的。

利用射線透過物體時，會發生吸收和散射這一特性，通過測量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測缺陷的。X射線和γ射線通過物質時，其強度逐漸減弱。射線還有個重要性質，就是能使膠片感光，當X射線或γ射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛象中心，經過顯影和定影后就黑化，接收射線越多的部位黑化程度越高，這個作用叫做射線的照相作用。因為X射線或γ射線的使鹵化銀感光作用比普通光線小得多，所以必須使用特殊的X射線膠片，這種膠片的兩面都涂敷了較厚的乳膠，此外，還使用一種能加強感光作用的增感屏，增感屏通常用鉛箔做成。 

把這種曝過光的膠片在暗室中經過顯影、定影、水洗和干燥，再將干燥的底片放在觀片燈上觀察，根據底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖象不一樣，就可判斷出缺陷的種類、數量、大小等，這就是射線照相探傷的原理。