X射线或γ射线本质上都是高能电磁波，波长短，光子能量足以穿透金属。当一束射线穿过材料时，部分光子会与原子发生光电效应或康普顿散射而被吸收或偏离原方向。材料密度越大、厚度越大、原子序数越高，射线衰减就越严重。如果内部存在裂纹或气孔，该区域物质减少，透射强度就会异常偏高。把感光胶片或数字探测器放在材料背面，就能记录下这种强度差异，形成内部结构的二维投影。这就像用一束光照射半透明的玉石，内部杂质会投下阴影——只不过射线用的是肉眼看不见的“光”。
超声波是频率高于20 kHz的机械波，在固体中传播时遇到异质界面（如裂纹与金属的交界）会发生反射。探头发射短脉冲声波进入材料，当声波碰到缺陷或底面时，回波返回探头并被转换为电信号。通过测量回波返回的时间，可以计算缺陷的深度；通过扫描探头位置，就能重建缺陷的形状和尺寸。与射线不同，超声波对裂纹这类“面状缺陷”其敏感，因为裂纹面与声波波长相当，会产生强烈的反射。现代相控阵超声技术还能像雷达一样电子扫描声束，实现实时成像。
射线擅长发现体积型缺陷（气孔、夹渣），但对平行于射线方向的裂纹容易漏检；超声波则对裂纹、未熔合等面状缺陷更灵敏，却难以检测复杂形状工件。因此，工业上常将两者结合使用。例如在航空航天领域，检测涡轮盘时先用超声扫查内部裂纹，再用射线确认气孔分布。近年来，计算机断层扫描（CT）将射线探伤升级为三维成像，而超声相控阵与全聚焦法（TFM）则让缺陷图像接近光学照片的清晰度。
从X光到超声，无损检测的“透视”能力并非魔法，而是巧妙利用了射线衰减与声波反射的物理规律。它们让工程师在不破坏材料的前提下，看清内部世界，守护着从桥梁到飞机的安全。
