X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长，光子具有的能量很小，当射到物体上时，一部分被反射，大部分为物质所吸收，不能透过物体；而X射线则不然，因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。
X射线的穿透力也与物质密度有关，密度大的物质，对X射线的吸收多，透过少；密度小者，吸收少，透过多。利用X射线差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来。这正是X射线透视和摄影的物理基础。伦琴发现X光几个月后，拉塞尔•雷诺兹就制成了这个X光机。这是世界上最古老的X光机之一，它使人类得以在没切口的情况下，观看人体内部。
X射线的发现及研究，对物理学、化学、生物学和医学等都产生了深刻的影响。它使物理学的研究领域从宏观进入到微观、从经典过渡到现代。
