X射線的物理效應中，又有這么幾個標簽：穿透性、熒光作用、電離作用、熱作用，除此之外，還具有光學家族的共性：干涉、衍射、反射、折射等（物理學中，在學習光學部分的時候會遇到這幾個家伙）。
穿透性：X射線攜帶較高的能量，具有一定的穿透能力，他可以穿過很多物體，就像“穿墻術”。能量越高的X射線，穿透力也就越強，就像力度越大，越容易穿過。因為X射線的穿透性，再加上不同組織對他的衰減能力不同，使他在成像中有了用武之地。也可以說，穿透性是X線用于成像的基礎。
熒光作用：看不見、摸不著的X射線，卻會在熒光物質面前現身，使其發出熒光。由于這種特點，熒光物質和X射線這對搭檔就被用到了成像（透視）中，幫助人們發現疾病。
電離作用：攜帶能量的X射線，就像攜帶了一定數量的炸彈，能夠引起物質的電離過程，從而破壞物質的結構。所謂電離，通俗些說，是讓電子脫離了原子的束縛。
正所謂有利也有弊，X射線的電離作用也是如此：利在于，可以幫助人們治療腫瘤，消滅腫瘤組織，也就是用于放射治療；弊在于，X射線也有可能破壞正常組織，從而引起腫瘤的發生。因此X射線就像是把雙刃劍，要加以合理地利用，同時做好防護也很重要（與此有關的學科稱作放射防護學）。
熱作用：X射線照射到物質上之后，攜帶的絕大部分能量轉換為了熱能，使物體溫度升高，這就是熱作用。擴展一下：吸收劑量的量熱法就是依據這種作用，后面會詳細介紹。