辐射成像，是一种利用射线观察物体内部的技术。这种技术可以在不破坏物体的情况下获得物体内部的结构和密度等信息，已经广泛应用于医疗卫生、国民经济、科学研究等领域。医院的胸透和车站、机场的安检是日常生活中最常见的例子。

辐射成像技术最早起源于1895年伦琴发现X光。目前，基于各种放射性同位素衰变产生的γ光以及人类发明的X光机产生的X光的成像技术越来越深入到人类社会的方方面面，无论是医院的X光片、医学CT、大型工业CT、机场车站安检设备、海关集装箱检测等，都是基于这种技术。

中子成像具有和X/γ光成像不同的特点。X/γ光对轻元素不敏感，其反应截面随着物体的原子序数增加近似成线性规律变化。而中子则对轻元素相当敏感，其反应截面与原子序数的变化无明确的规律。这使得中子成为一种材料分辨能力强的成像手段。例如，目前中子是爆炸物品检测的一种很有前途的手段。

X/γ光和中子都是不带电荷的辐射。从20世纪70年代开始，利用质子、电子、重离子、μ介子等带电粒子成像的技术也得到了蓬勃的发展。

带电粒子成像在某些场合中的应用比不带电粒子成像具有极其明显的优势。例如在核武器研究的闪光照相技术中，高能质子照相的空间分辨率和密度分辨率相比X光成像可以有量级的提高，且能实现X光难以实现的多视角多时刻照相。

在另一些场合，带电粒子成像的指标并不比不带电粒子成像有明显的优势，但其使用可以大幅简化系统。例如质子/重离子是当前癌症治疗极有前途的方法，在实施治疗之前，需要用CT技术精确定位肿瘤。目前X光CT技术已经可以做到mm量级的定位，完全满足治疗需求，但X光CT机和质子/重离子治疗机是两套系统，从肿瘤检测到肿瘤治疗具有一定的时间间隔和空间距离，这可能会影响到治疗效果，尤其是某些位置不完全固定的肿瘤。如果采用质子/重离子成像来定位肿瘤，就可以在同一套系统中完成定位和治疗，克服上述问题。因此这些技术获得了快速的发展。

辐射成像可以分为直接成像和磁透镜成像两大类。

直接成像是电磁辐射穿过被照样品后，在探测器上形成图像。

对于带电粒子成像，由于带电粒子会受到样品中原子核的库伦散射作用而发生方向偏转，直接成像获得的图像可能有较大模糊。

磁透镜的功能类似光学透镜，可以把受到库伦散射作用的粒子重新汇聚起来，减小模糊，获得清晰的图像。

对于直接成像成像，成像装置主要是辐射源和探测器。

对于磁透镜成像，除了辐射源和探测器外，还需要磁透镜。

辐射源是产生电磁辐射的装置。

不同的辐射有不同的产生方法。

X/γ光的产生方法有放射性同位素、X光管、高能电子加速器。

中子的产生方法有放射性同位素、反应堆、加速器、中子管。

质子、电子、重离子的主要产生方法是高能加速器。

μ介子的主要产生方法是宇宙射线与地球大气上层区域碰撞。

探测器主要有感光片、闪烁体、半导体二极管阵列等。

磁透镜的功能类似光学透镜，但其偏转的是带电粒子，而不是可见光。

一般采用四极磁铁等传输元件形成磁透镜。图中为最常用的磁透镜，由四块四极磁铁组成。