X线与物质的相互作用有光电效应、康普顿效应、电子对效应三个主要过程和相干散射、光核反应两个次要过程。在诊断X线能量范围内，只能发生光电效应、康普顿效应和相干散射，电子对效应、光核反应不可能发生。光核反应在医用电子加速器等高能射线的放疗中发生率也很低。