X射线探伤的基本原理是，从探伤机发出的射线通过被检物体时，物体对射线具有吸收作用。吸收的强弱除了与物体的透照厚度有关外，还与所透过物体的物质种类有关，原子系数大的物质对射线吸收强，原子系数小的物质对射线的吸收弱。缺陷处的物质一般为空气、夹杂物等，与基体不属于相同的物质，对射线的吸收强度有差异。利用传感器或胶片的感光作用记录透过物体的射线被吸收量的变化，就可以检出物体内的缺陷。
  X射线探伤对内部体积型缺陷敏感，对取向较好的面积型缺陷也有较好的检出灵敏度。常用于检测焊缝的气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹及铸件的铸造缺陷等。对于表面细小线性缺陷检测，X射线探伤没有磁粉探伤或渗透探伤灵敏度高。