Bir X-ışını algılama sisteminin temel teknolojisi, X-ışınının maddeyle etkileşimi ilkesine dayanır. X-ışınları bir nesneye nüfuz ettiğinde, farklı yoğunluk ve kalınlıktaki malzemeler onları emer ve değişen derecelerde saçar. Yüksek-yoğunluklu alanlar (örneğin metaller) daha fazla ışın emer, düşük-yoğunluklu alanlar (hava veya plastik gibi) ise daha fazla ışının geçmesine izin verir.
X-ışınları, bir X-ışını tüpü tarafından-yüksek-voltajlı bir akım katottan geçtiğinde üretilir, elektronlar hızlandırılır ve anot hedefine çarparak X-ışınları üretir. Bu ışınlar incelenen nesneye nüfuz ettikten sonra, dedektör tarafından yakalanır ve elektrik sinyallerine dönüştürülür; bunlar daha sonra bir bilgisayar tarafından işlenerek iç yapının bir görüntüsü oluşturulur. Tipik olarak beş temel bileşenden oluşur: bir X-ışını kaynağı, bir detektör, bir numune aşaması, bir görüntü işleme sistemi ve bir kontrol sistemi. Bu bileşenler, yüksek-çözünürlüklü, yüksek-hassasiyetli algılama yetenekleri elde etmek için birlikte çalışır.