X线是一种波长很短的电磁波，是一种光子，诊断上使用的X线波长为0.08－0.31埃（埃A=10-8cm），X线有下列持性（主要应用于医学方面）：
（一）穿透性
X线能穿透一般可见光所不能透过的物质，包括人体在内。其穿透能力的强X线的波长以及被穿透物质的密度与厚度有关。X线波长愈短，穿透力就愈大；特质密度愈低，厚度愈薄，则X线愈易穿透。在实际工作中，常以通过球管的电压伏值（Kilovolt,KV）的大小代表X线的穿透性（即X线的质），而以单位时间内通过X线的电流（milliampere,mA）与时间的乘积代表X线的量。
（二）荧光作用
X线波长很短，肉眼看不见，但照射在某些化合物（如钨酸钙，硫氧化钆等）被其吸收后，就可发生波长较长且肉眼可见的荧光，荧光的强弱和所接受的X线量多少成正比，与被穿透物体的密度及厚度成反比。根据X线的荧光作用，利用以上化合物制成透视荧光屏或照相暗匣里的增感纸，供透视或照片用。
（三）感光作用
X线和日光一样，对摄影胶片有感光作用。感光强弱和胱片接受的X线量成正比。胶片涂有溴化银乳剂，感光后放出银离子（Ag+）,经暗室显影定影处理后，胶片感光部分因银离子沉着而显黑色，其余未感光部分的溴化银被清除而显出胶出本色，亦即白色。由于身体各部位组织密度不同，胶片出现黑—灰—白不同层次的图像，这就是X线照相的原理。
（四）电离作用及生物效应
X线或其它射线（例如γ线）通过物质被吸收时，可使组成物质的分子分解成为正负离子，称为电离作用，离子的多少和物质吸收的X线量成正比。通过空气或其它物质产生电离作用，利用仪表测量电离的程度就可以计算X线的量。同样，X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。X线对人体的生物效应是应用X线作放射治疗的基础。另外，在实施X线检查时，对检查者与被检查者进行防护措施亦基于此理。
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