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X线于1895年被德国科学家伦琴首先发现，并于其后不久被应用于疾病诊断。真空管内高速运行的电子流被阻挡时即可产生X线，其人工发生装置包括X线管、变压器和控制台。X线具有穿透性，而人体的组织具有密度和厚度的差异，故当X线穿过各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，剩余的X线也因而有差别，这样利用X线的摄影效应和荧光效应就可在胶片或荧光屏上面形成具有黑白对比和层次差异的影像。
X线图像是其穿透路径上各种结构的影像叠加在一起的总和，这可使某些结构的影像因累积而得到增强，也可使某些结构的影像因遮盖抵消而难以或不能显示。另外X线束是锥形投照，其所形成的影像具有一定程度的放大并会产生伴影，后者会减低影像的清晰度，而边缘射线部分形成的投影像由于倾斜投照的关系还会有扭曲。在分析X线图像时要考虑到这些问题以避免做出错误的诊断。
X线片在骨骼肌肉系统诊断中应用得很广泛，其对比度和清晰度均较好，而且具有较高的空间分辨力。另外，它可作为客观记录，便于随时研究或在复查时进行对照、比较。
骨组织含有大量的钙盐，密度高，与周围软组织有良好的对比，而且骨本身的皮质骨、松质骨和骨髓腔之间也有足够的对比度，故X线片可非常清晰地显示骨和关节细微的骨质结构，不仅可用来发现病变，明确病变的范围和程度，而且对很多病变能做出定性诊断。加之常规X线的设备和检查费用都较低，检查过程简便易行，它至今仍是骨关节病变的首选的、基本的影像学检查方法。一般来说，四肢骨骼的外伤、骨感染、良性肿瘤和肿瘤样病变、全身性骨疾病等X线片表现特征明确，与临床表现和实验室检查结果相符的即可确诊。然而当病变未造成骨质改变时常规X线检查往往难于发现，不少骨关节病变的X线表现比病理改变和临床表现出现晚，所以初次检查结果阴性并不能排除早期病变的存在，应作定期复查或作其他影像学检查。再有，X线片是二维图像，在这种图像上人体的各种结构互相重叠（如颅底和上胸椎）难于观察。另外，骨骼肌肉系统的各种软组织结构之间缺乏良好的天然对比，各种病变组织的密度又多与其相似，在X线下无法识别，因此常规X线检查在软组织病变的诊断中受到较大的限制。总之，要正确认识X线诊断骨骼肌肉系统疾病的能力与限度，既要充分利用X线检查简便、经济，空间分辨力高的优点，又要了解其二维成像、影像重叠，密度分辨力较低，不能很好区分各种软组织等不足之处，当X线检查不能满足诊断的要求时，应有目的地选用CT和（或）MRI检查。
在观察骨骼肌肉系统X线片，分析病变的X线征象时，必须注意以下原则：
1.要注重X线片的质量，质量不佳的照片影响观察甚至导致误诊。符合诊断要求的照片应当是投照部位正确，包括病变区及其邻近的全部骨和软组织并且包括至少一个邻近的关节；投照位置标准；有较好的空间分辨力和密度分辨力，既能显示细微的结构如骨小梁和细薄的骨膜反应，又能较好地显示软组织的层次。
2.应熟悉骨和关节的正常解剖和变异，才能认识正常和鉴别异常，勿将正常结构和变异误认为病变，或将病变误认为正常。
3.观察X线片要全面，即片上所包括的全部组织和器官都应观察到。如是躯干部的照片，除了观察骨和关节外，对胸腹腔脏器影也应注意观察，如在有肋骨破坏时若能发现肺部肿块或多发结节时将非常有助于诊断。为了帮助诊断，在发现骨或关节病变后加摄其他部位的X线片是很有必要的，如发现骨关节结核时要加摄胸片，以了解肺部有无活动性结核。全身大多数骨和关节都是左右对称的，若患侧的X线征象不是很明确，加照对侧同样体位的X线片加以比较，有助于判定患侧有无异常。
4.要掌握基本病变的X线表现，在看片时认真辨认每一种基本病变的X线表现并明确其病理意义。有的征象非常细微，如淡薄的骨化影、骨小梁的紊乱和断裂等，须仔细观察；有些基本病变的X线表现类似，如骨质疏松和骨质软化，须细心辨认。
5.骨骼肌肉系统的影像诊断必须密切结合临床。
X线透视是通过X线的穿透和荧光作用在荧光屏上直接观察被检查的器官和组织以进行诊断的一种方法。它可以同时观察有关结构的解剖和功能情况，方法简单省时，而且价格低廉。但是透视的荧光影像不如照片清晰，对较厚的部位观察欠佳，而且不能留下长久记录，故透视与摄片结合起来才能最大地发挥其作用。
在骨骼肌肉系统，透视可用于异物的寻找、定位；可指导临床医生进行异物摘除和创伤后的解剖结构复位等治疗工作。由于X线透视的辐射剂量较大，近年来超声和CT的广泛应用已基本取代了X线透视。
数字化X线成像是20世纪90年代逐渐发展起来、目前国内已基本普及的一种计算机X线成像方法，包括计算机X线成像（computed radiography，CR）和直接数字化成像（direct digital radiography），它具有存档和借阅方便、可进行图像后处理、网络图像传输和远程会诊的优势。CR和DR对骨结构、关节软骨及软组织的显示优于传统的X线成像，可通过计算机软件进行灰阶和窗位处理，在不同的窗宽和窗位的情况下，根据诊断需求观察软组织或骨骼组织，同时还可进行放大和反相处理，为医生提供了更多和更有效的诊断信息，已取代了X线放大摄影和软线摄影等技术。目前在DR上采用的组织均衡技术，可在同一图像上同时清楚显示骨骼和不同的软组织层次，真正做到了“想看什么就看什么”的诊断需求（图3-1-1）。
图3-1-1 小腿DR图像
A.小腿DR原始图像；B.采用组织均衡技术处理后图像，小腿下段软组织肿块内结构和骨骼结构均显示良好