هنگامی که یک جسم تحت مواجهه با اشعه ایکس قرار می گیرد، مقداری از اشعه ایکس مستقیماً عبور می کند و برخی جذب می شود و از طرف دیگر خارج نمی شود. این چگالی (وزن اتمی) و ضخامت مواد است که تعیین می کند اشعه ایکس چگونه از آنها عبور می کند.
دانشمندان ساختارهای اتمی همه مواد را نقشه‌برداری کرده‌اند، چگالی‌های مختلف را درجه‌بندی کرده و آنها را در آنچه «جدول تناوبی عناصر» نامیده می‌شود نمایش داده‌اند.
هرچه چگالی هر ماده ای کمتر باشد، ماده در برابر اشعه ایکس شفاف تر است و تصویر بر روی تجهیزات اشعه ایکس امنیتی روشن تر خواهد بود.
هر چه یک آیتم متراکم تر باشد، تصویر تیره تر خواهد بود. اگر هیچ اشعه ایکس نتواند به یک آیتم نفوذ کند، به دلیل چگالی یا ضخامت بسیار زیاد، تصویری کاملاً سیاه ایجاد می کند (مات اشعه ایکس).
اصطلاح "امضای اشعه ایکس" به الگوهایی یک آیتم اشاره دارد که روی مانیتور دستگاه اشعه ایکس تولید می کند. امضای اشعه ایکس از چندین جنبه مهم با یک تصویر معمولی عکاسی (اپتیکال) متفاوت است.
تفاوت اصلی این است که تصویر اشعه ایکس به عنوان تابعی از جذب اشعه ایکس هنگام عبور از مواد تشکیل می شود، در حالی که یک تصویر عکاسی با بازتاب نور از سطح یک جسم تشکیل می شود.
بنابراین یک تصویر عکاسی اطلاعاتی در مورد نمای بیرونی یک جسم می دهد، در حالی که اشعه ایکس اطلاعاتی را در مورد ترکیب، چگالی و ضخامت ساختار داخلی یک جسم ارائه می دهد. به همین دلیل است که بسیاری از اشیاء در اشعه ایکس با آنچه در واقعیت به نظر می رسند بسیار متفاوت به نظر می رسند.
تصویر اشعه ایکس از یک کیسه ممکن است به عنوان تصویری متشکل از "سایه‌های" روی هم قرار گرفته و روی هم از مواد جذب کننده در کیسه در نظر گرفته شود که روی صفحه کامپیوتر ایجاد شده است. بازرس اشعه ایکس با شناسایی این سایه ها مواجه می‌شود که به‌طور مصنوعی رنگی شده‌اند تا هر یک از سه دسته اصلی مواد را نشان دهند: 1. ارگانیک (نارنجی)، 2. غیرارگانیک (آبی)، و 3. مخلوط (سبز). رنگ آمیزی مصنوعی بسیار مفید است زیرا انسان می تواند هزاران رنگ را در مقایسه با چند سطح خاکستری تشخیص دهد. رنگ‌آمیزی مصنوعی می‌تواند به شناسایی تهدیدهای خاص در میان بی نظمی و درهم‌کاری کمک کند.
مواد ارگانیک با چگالی کم، مانند کاغذ، چوب، لباس، مواد غذایی و پلاستیک به صورت سایه‌های مختلف نارنجی ظاهر می‌شوند. مواد منفجره مواد ارگانیک هستند، بنابراین به صورت یک سایه نارنجی ظاهر می شوند - تاریکی سایه به ضخامت مواد منفجره بستگی دارد. اگر مواد منفجره با مواد معدنی پوشانده شوند، ممکن است همیشه نارنجی به نظر نرسند - در این صورت رنگ نشان داده شده ترکیبی از دو ماده خواهد بود.
مواد متراکم تر و معدنی مانند فلزات، شیشه، ظروف چینی سبز یا آبی نشان داده می شوند.
اقلام با مخلوطی از مواد ارگانیک و غیرارگانیک به رنگ سبز نشان داده می شوند. مواد با چگالی بسیار بالا، مانند سرب، به رنگ سیاه ظاهر می شوند. مواد حاوی سرب (به عنوان مثال کریستال سرب) نیز سیاه به نظر می رسند و سایر مواد را می پوشانند.
اپراتور اشعه ایکس باید سایه رنگ‌های مختلف را در نظر بگیرد، زیرا بدیهی است که لایه‌هایی از یک ماده کم‌تراکم شبیه به یک ماده متراکم نشان داده می‌شوند - برای مثال یک جعبه کاغذ فتوکپی به رنگ نارنجی بسیار تیره واقعیت تقریبا سیاه ظاهر می‌شود.
در جایی که مواد غیرارگانیک مواد ارگانیک را پنهان می کنند (مثلاً میوه در یک قلع)، فلز قلع نمایش داده می شود. بسیاری از ترموپلاستیک‌ها که از مواد ارگانیک و غیرارگانیک (مانند چمدان، تلویزیون و غیره) ساخته شده‌اند، احتمالاً به رنگ سبز نمایش داده می‌شوند.
هنگامی که بدن انسان تحت اشعه ایکس قرار می گیرد، استخوان ها که از عناصری با وزن اتمی بالاتر از گوشت اطراف تشکیل شده اند، تشعشعات را به طور موثرتری جذب می کنند و سایه های تیره تری روی صفحه تصویر ایجاد می کنند. با این حال، نوع متفاوتی از تصویر اشعه ایکس در پزشکی تولید می شود که رادیوگرافی نوترونی نامیده می شود. این امر در تصاویر تولید شده اثر معکوس می دهد، به همین دلیل است که استخوان ها در اشعه ایکس پزشکی سفید به نظر می رسند، حتی اگر چگالی تر از بافت ها و اندام های اطراف باشند. در یک اشعه ایکس امنیتی، هر چه یک ناحیه متراکم تر باشد، تاریک تر به نظر می رسد.
