Rentgenové vyšetření využívá schopnosti rentgenových paprsků (též paprsky X) procházet různě snadno hmotou. "Řídkými" tkáněmi (plíce) záření prochází lépe než tkáněmi "hustými" (kost). Čím více paprsků vyšetřovanou částí těla projde, tím je na snímku oblast tmavší (plíce), kost pohlcuje paprsků nejvíce a je proto nejsvětlejší. V místě na rentgenovém obraze, kde byly paprsky tkání pohlceny více než v okolí, vzniká stín - opacita (z latinského opacitas – stín). Protože některé tkáně vykazují jen minimální rozdíly hustoty a na rentgenu by byly obtížně viditelné, používají se různé kontrastní látky. Kontrastní látka se aplikuje buď do tělesné dutiny (zažívací trakt, močový měchýř, ale např. i vývody různých žláz) nebo do cév (k zobrazení cév, nebo orgánu, ve kterém se látka hromadí). Vyšetření bez použití kontrastní látky se označuje jako "nativní". Obraz je zachycen buď na speciální film, nebo je promítán na obrazovku.
S nástupem moderních zobrazovacích metod (CT, MR, PET) se indikace některých rentgenových vyšetření výrazně omezují. K nejčastějším vyšetřením patří:
- rentgen hrudníku zobrazuje především plíce, které jsou naplněné vzduchem. V plicním parenchymu jsou tak dobře patrná nevzdušná ložiska (zánět, nádor)
- rentgen kosti
- mamografie – vyšetření prsu na speciálním rentgenovém přístroji. Na mamografii je možno zachytit nádor již v počátečním stádiu, proto se toto vyšetření používá i ke skríningu.
- duktografie – vyšetření vývodů mléčné žlázy. Provádí se např. při krvácení z prsu, pokud na mamografii není žádný nález.
- rentgen jícnu, žaludku, dvanáctníku – přesnější obraz však poskytne endoskopické vyšetření (gastroduodenoskopie)
- irigografie – vyšetření tlustého střeva za pomocí kontrastní látky (barya), která se podá ve formě klysmatu. Dnes se provádí zejména v případech, kdy není možno provést endoskopické vyšetření (kolonoskopii)
- vylučovací urografie – vyšetření, při kterém se zobrazují ledviny, v pozdější fází vývodné cesty močové a nakonec i močový měchýř.
- angiografie - vyšetření krevních cév pomocí kontrastní látky.
- venografie - vyšetření žil, může zobrazit např. uzávěr žíly.
- arteriografie - vyšetření tepen, při němž se zavede do tepny (zpravidla v oblasti třísla) speciální cévka (katétr), jejíž konec zavede k vyšetřované tepně. Vyšetřením lze potvrdit např. zúžení nebo uzávěr tepny (např. věnčitých tepen na srdci při infarktu myokardu nebo mozkových tepen při mozkové příhodě - "mrtvici").
- lymfografie - vyšetření lymfatických cév a uzlin. Je nahrazována modernějšími metodami (PET).