放射医学是医学的一个专门领域，是X射线技术应用最广泛的地方。

X射线的用途主要是探测骨骼的病变，但对于探测软组织的病变也相当有用。

常见的例子有胸部X射线，用来诊断肺部疾病，如肺炎、肺癌或肺气肿；而腹腔X射线则用来检测肠道梗塞，自由气体（free air，由于内脏穿孔）及自由液体（free fluid）等。

借助计算机，人们可以把不同角度的X射线影像合成三维图像，在医学上常用的CT扫描是基于这一原理。X射线在医学领域由三大环节构成：

第一部分：X射线诊断

X射线应用于医学诊断。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常，从而进行介入手术等在X光下进行的微创手术治疗。于是，X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查及治疗技术。

第二部分：X射线治疗

X射线应用于治疗，就是通常人们所说的放疗。医生应用不同能量的X射线，对人体病灶部分的细胞组织进行照射，使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，特别是肿瘤的治疗目的。

第三部分：X射线防护

在利用X射线的同时，人们发现了导致病人脱发、白细胞血小板减少、工作人员视力障碍，造血系统故障等问题，为防止X射线对人体的伤害，必须采取相应的防护措施