Le rayonnement X est le résultat du bombardement d'une cible métallique par des électrons animés d'une grande vitesse.
Cette opération s'effectue dans un tube où une petite zone de la paroi de ce tube n'est pas recouverte par du plomb.
C'est par cette ouverture que sort le faisceau de rayons X utile à la formation de l'image.
Prenons le cas d'une radiographie du thorax chez une personne exempte de toute pathologie. Le patient est placé entre le tube à rayons X et une cassette. La quantité de rayons X qui arrive à la cassette dépendra des tissus traversés.
Le faisceau de rayons X subira une atténuation importante lorsqu'il traverse des structures osseuses (couleur blanche sur la radiographie), intermédiaire lorsqu'il traverse des structures musculaires (couleur plus grisâtre sur la radiographie), faible lorsqu'il traverse des poumons, car les alvéoles sont remplies d'air (couleur noire sur la radiographie).
Comme la source de rayons X et la cassette sont fixes, l'image obtenue est une superposition de l'ensemble des structures thoraciques (os, poumons, muscles). Cette superposition peut masquer des lésions. L'échelle des niveaux de gris et la taille des lésions sont également des facteurs contributifs à un possible défaut de perception des lésions.
Une image radiologique peut être :
Cette numérisation de l'image peut se faire de deux manières : via une installation de radiologie standard et l'utilisation de plaques au phosphore. Ces écrans au phosphore sont lus au moyen d'un appareillage spécial qui restitue l'image sous forme de chiffres ; via une installation comportant des détecteurs spéciaux. Ces détecteurs transforment directement la « quantité de rayons X » reçue en chiffres. L'acquisition numérique est dite « directe ».