Um tubo de raios X contém um alvo carregado positivamente, o ânodo, e um filamento carregado negativamente, o cátodo, dentro de um envelope de vidro. Os tubos de raios X fornecem aceleração de elétrons de sua fonte no filamento para o alvo de metal, onde os raios X serão produzidos.

Um raio X do tubo ejeta um elétron do tecido, geralmente de uma camada interna (camada K) de um átomo do tecido. O raio X que entra é absorvido completamente. O elétron ejetado, o fotoelétron, tem energia suficiente para criar eventos adicionais no tecido, mas não contribui de forma alguma para a formação da imagem.

Um fóton de raios X incidente interage com um elétron da camada periférica de um átomo de tecido. O elétron da camada periférica é ejetado e o fóton original é espalhado em um ângulo diferente, e em uma energia mais baixa.

O elétron que se aproxima não atinge ou ejeta outro elétron ou interage com o átomo alvo de nenhuma forma, mas em vez disso o elétron que se aproxima desacelera (freia) conforme se curva ao redor do núcleo e libera energia. Quanto mais próximo do núcleo o elétron viaja, mais ele se curva, mais lento ele se torna, mais energia ele perde e mais energético eles ficam.

Um fóton ejeta um elétron de um átomo, formando um par de íons, consistindo em um elétron carregado negativamente e um átomo carregado positivamente. Após esse evento, o fóton, dependendo de sua energia, pode ser completamente absorvido, ou pode interagir com outros átomos para produzir mais eventos semelhantes a este.