Es la modalidad radiológica a partir de la cual se desarrolló la radiología y aun hoy en día es la modalidad más empleada. Las exploraciones con Rayos X pueden ser obtenidas en forma de imágenes ("las típicas placas") o como películas vistas en una televisión ("también llamada fluoroscopia").

Se obtienen con suma rapidez y muchas veces son el complemento a otras modalidades radiológicas. Las radiografías obtenidas muestran la anatomía del cuerpo humano en escalas de grises. Estos grises son más oscuros en las áreas que no absorben bien la radiación y más claros en áreas densas (como los huesos) que absorben bien la radiación.

La capacidad de diagnóstico de los Rayos X se suele ver aumentada en determinados casos por el uso de contrastes, sustancias no nocivas que se introducen en el paciente vía oral, vía intravenosa inyección o vía rectal (enema). Existen diversos tipos de exploraciones que utilizan Rayos X:
-Radiografía de Tórax: el más empleado. No requiere preparación especial del paciente.
-Serie gastrointestinal
-Enema de bario
-Colecistografía oral
-Urografía intravenosa, cistografía, uretrografía
-Histerosalpingografía
-Mielografía