x射线测厚仪根据x射线穿透被检物时的强度衰减来换算和测量厚度，即测量被测钢板吸收的x射线，根据x射线的能量值。接收到的信号由x射线探测器转换成电信号，经前置放大器放大，传送到中央处理单元（plc）。经过几列复杂的算法，通过专用的测厚仪操作系统，转化为直观的实际厚度信号。x射线源的辐射强度与x射线管的发射强度和被测钢板吸收的x射线强度有关。
当厚度一定时，x射线的能量值也一定。当x射线高压电源打开时，x射线将穿过x射线源和探头之间的被测钢板，一部分能量被被测钢板吸收，其余的x射线将被x射线源正上方的探头接收，探头将接收到的x射线转换成与其尺寸相关的输出电压。如果被测钢板的厚度发生变化，吸收的x射线量也会发生变化，从而改变探头接收到的x射线量，检测信号也会相应发生变化。
x射线测厚仪根据原理一般有以下五种类型：
1、磁性测厚法：适用于导磁材料上非磁性层的测厚。导磁材料一般为钢、铁、银和镍。该方法测量精度高。
2、涡流测厚法：适用于导电金属上非导电层的测厚。这种方法比磁性测厚法和nt230涂层测厚仪具有更高的精度。
3、声学测厚法：目前国内尚未采用此法测厚。国外有些厂家有这样的仪器，适用于多层镀层厚度的测量或以上两种方法都不能测量的场合。但一般价格昂贵，测量精度不高。
4、电解测厚法：此法与上述三种方法不同。不属于无损检测，需要破坏涂层。一般来说，准确率不高。测量比其他方法更麻烦。
5、辐射测厚法：这种x射线测厚仪价格非常昂贵（一般100000rmb以上），适用于一些特殊场合。