Rentgenska tehnologija ima ključno vlogo na številnih področjih, vključno z medicinsko diagnozo, ne-destruktivnim testiranjem, varnostnim pregledom in znanstvenimi raziskavami. Njegovo delovanje je v veliki meri odvisno od primarnih materialov, uporabljenih v procesih generiranja in odkrivanja. Ti materiali morajo imeti določeno atomsko število, gostoto, kristalno strukturo in stabilnost, da zagotovijo učinkovito ustvarjanje, prenos, modulacijo in sprejem rentgenskih žarkov.
Kar zadeva vire rentgenskih žarkov, je material jedra kovinska tarča z visokim-atomskim-številom, ki običajno vključuje volfram (W), molibden (Mo) in krom (Cr). Volfram je zaradi visokega tališča, dobre toplotne prevodnosti in zmožnosti proizvajanja visoko-energijskih zveznih in značilnih spektrov postal glavni tarčni material za medicinske in industrijske rentgenske cevi za odkrivanje napak. Molibden lahko proizvaja značilno sevanje, primerno za slikanje mehkih tkiv pri nižjih napetostih cevi in se pogosto uporablja v posebnih diagnostičnih scenarijih, kot je mamografija. Krom se uporablja v specifični fluorescenčni analizi in napravah z nizko-energijskimi rentgenskimi-žarki. Čistost in orientacija zrn tarčnega materiala vplivata na intenzivnost in porazdelitev energijskega spektra rentgenskih-žarkov; zato je med pripravo potrebna stroga kontrola metalurških in predelovalnih tehnik.
Na področju zaznavanja rentgenskih žarkov so glavni materiali razdeljeni v dve kategoriji: scintilatorji in polprevodniški detektorski materiali. Scintilatorji, kot so natrijev jodid (NaI), cezijev jodid (CsI) in kadmijev volframat (CdWO₄), pretvorijo fotonsko vzbujanje rentgenskih žarkov v vidno svetlobo, ki jo nato preberejo fotopomnoževalne cevi ali fotodiode. Ti materiali morajo imeti visoko svetlobno učinkovitost, hiter čas razpadanja in dober linearni odziv ter izkazovati določeno stopnjo odpornosti na raztapljanje in mehanske udarce. Polprevodniški detektorski materiali, ki jih predstavljajo kadmijev cink telurid (CZT), kadmijev telurid (CdTe), silicij (Si) in germanij (Ge), uporabljajo fotone za neposredno generiranje elektronskih -parov lukenj in njihovo pretvorbo v električne signale. Ponujajo prednosti, kot sta visoka energijska ločljivost in hiter odziv, zaradi česar so primerni za slikanje v nuklearni medicini in visoko{7}}natančno energijsko disperzijsko spektroskopsko analizo.
Poleg tega se težke kovine in zlitine, kot so svinec (Pb), barij (Ba) in svinec-vsebujoči polimeri, pogosto uporabljajo v rentgenski-optiki in filtrirnih sistemih. Njihovo visoko atomsko število in karakteristike visoke gostote omogočajo zaščito pred rentgenskimi žarki in utrjevanje žarkov, kar zmanjšuje vpliv sipanja nizke-energije na kakovost slike. Kar zadeva materiale oken za rentgenske cevi, se berilij (Be) pogosto uporablja zaradi njegovega nizkega atomskega števila, dobre prepustnosti in mehanske trdnosti, kar zagotavlja prepustnost rentgenskih žarkov ob ohranjanju vakuumskega tesnila.
Na splošno se izbira primarnih materialov za rentgenske žarke vrti okoli visokega atomskega števila, primerne gostote, stabilnih fizikalno-kemijskih lastnosti in združljivosti s procesnimi zahtevami. Kombinacija in optimizacija različnih materialov določata zmogljivost slikanja, občutljivost zaznavanja in življenjsko dobo sistema X-žarkov, kar tvori materialno osnovo za široko uporabo te tehnologije.
