该技术的基本原理是利用磷屏中的BaFBr∶Eu²⁺或SrSCe∶Sm²⁺晶格对β射线和γ光子敏感（这种敏感度远高于溴化银），再结合先进的激光和共聚焦光学系统，形成磷屏成像系统。其过程是：①曝射。利用β射线或γ光子作用于磷屏中的BaFBr∶Eu²⁺或SrSCe∶Sm²⁺晶格，使晶格分子氧化，形成稳定的高能量状态。②扫描。激光扫描到带有稳定的高能量晶格分子时使之还原，恢复到基态，同时多余的能量以光子形式释放，被光电倍增管接受。最后在计算机屏幕上产生一个定量的图像。当射线使磷屏内存储的晶体活化与激发的光子在数量上处于正相关，则达到最佳分辨率和灵敏度。

已有多种灵敏度和分辨率不同的磷屏，可用于不同核素进行定量的自显影。磷屏成像的优点是可用于多种核素的宏观自显影，灵敏度高，成像快，操作方便，不需胶片和显影定影等照相处理步骤。缺点是与核子乳胶相比，分辨率较低，还不能用于高倍光镜和电镜自显影。此外，仪器价格也较昂贵。