基于投影重建的伦琴射线显微成像术主要分为两类：吸收衬度成像和相位衬度成像。伦琴射线显微成像均以基于伦琴射线与物质作用的机制为基础，主要包括：①光电效应。光子与物质原子的束缚电子作用时，光子把全部能量转移给某个束缚电子，使之发射出去，而光子本身消失。②康普顿效应。光子与电子发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使它成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化。③电子对效应。光子从原子核旁经过时，在原子核库仑场作用下，光子转化为一个正电子和一个负电子。根据能量守恒定律，只有当入射光子能量高于1.02兆电子伏特时，才能发生电子对效应。④瑞利效应。入射光子和原子内层轨道电子发生的弹性散射过程。在此过程中，一个束缚电子吸收入射光子而跃迁到高能级，随即又释放出一个能量约等于入射光子能量的散射光子，由于束缚电子未脱离原子，故反冲体是整个原子，从而光子的能量损失可忽略不计。伦琴射线与物质作用后，振幅和相位均会发生衰减。吸收成像即利用伦琴射线与物质作用前后振幅的变化进行成像。相位衬度则是利用射线与物质作用前后相位的变化进行成像。

传统的基于投影几何放大的伦琴射线显微吸收成像术起源于20世纪90年代中期，其分辨率可以达到数十微米，主要用于生物骨骼、高原子序数材料等的应用研究。21世纪初，随着高亮度、微焦点射光源、高分辨的伦琴射线探测器等硬件技术的发展，新型的显微成像方法的研发和高分辨率的伦琴射线显微成像术又重新活跃起来，分辨力可以高达几个纳米。

相位衬度成像对于弱吸收、低原子序数物质非常敏感。对于密度接近的物质，如生物组织等，相位衬度成像信号往往高于吸收衬度成像三个量级（1000倍以上）。

高分辨率伦琴射线显微术能提供其他无损检测方法所不能提供的样品内部结构的细节信息。世界上许多同步辐射装置上都建造了高分辨率伦琴射线成像装置。伦琴射线显微成像术的用途越来越广，在生物、医学、材料、地质等各个领域发挥着越来越大的作用。