說到X光安檢機的工作原理首先要了解安檢機操作臺顯示器為何物品呈現出顏色不同。X射線的穿透能力與物質密度、尺寸和成分等有關。物質密度大，對X射線吸收多，透過少；密度小，吸收少，透過多。越厚的物體越不容易穿透，有效原子序數越大的物體越不容易穿透。X射線對不同物體的穿透力不一樣，因此成像的顏色存在差異。X光安檢機正是基於物體對X射線的吸收特性差異，通過檢測物體的有效原子序數，根據自身的圖像處理功能和色彩配置方案，呈現物品的X光圖像。
因此我們將X光安檢機圖像根據物品材料的不同分為三類：橙色、綠色和藍色。其中橙色代表有效原子序數小於10的輕質元素及其組成的有機物，如食品、水等。綠色一般代表有效原子序數10~18的中質量元素，如鈉、鉀、硫、磷等。而藍色代表有效原子序數18以上的重質金屬，如鐵、鋅、鎳等。但是在實際應用中，物體一般都會呈混合疊加狀態，同時尺寸各異，對X光的吸收特性存在較大差異。其實並不嚴格遵循上述規律。因此，在X光安檢機檢查中密度或尺寸過大，X光穿透的物品X光圖像將呈現黑色或黑紅色。
X光安檢機是一套能夠產生數位化輻射圖像的成像系統，其目的是將人的肉眼看不到的詳細圖像信息轉化為肉眼可見的圖像，主要包括輻射源、輻射探測器、數據獲取和傳送設備以及圖像處理設備。其工作原理如圖所示：
被檢物品進入檢查通道，將遮住包裹檢測傳感器(光障),檢測信號被送到控制單元，產生X射線觸發信號，觸發X射線發射源發射X射線，X射線經過準直器形成非常薄的扇形X射線束，穿過被檢物品後到達探測器。探測器把X射線的光信號轉換為電信號，然後通過圖像處理軟體再現包裹內物品的輪廓、構成及材料屬性。當被檢物品通過檢測區域後，射線發生器會停止產生射線。
當物品被檢查時，非常薄的扇形X射線束會一層一層地掃過被檢物，相當於對被檢物進行切片，圖像採集系統收集並存儲每一層掃描線的圖像信息，當傳送帶將被檢物品輸送通過檢測區域後，將得到被檢物品的整個圖像信息，形成其完整的X射線圖像產生的圖像可以顯示在監視器上，也可以儲存在數字存儲單元上，供以後使用。
X光安檢機工作時，安檢人員需要通過觀察X光圖像呈現的物品的顏色和輪廓判斷被檢物品種類。因此，為了保障監察的高準確度和檢查效率，X光安檢機操機員需要相關的知識背景，尤其是長期積累的豐富工作經驗。