入射到物體的射線，其光量子將與物質發生復雜的相互作用，在相互作用中入射光量子的能量一部分轉移到能量或方向改變了的光量子那里，一部分轉移到與之相互作用的電子或產生的電子那里。電子將繼續與原子發生相互作用，轉移到電子的能量主要損失在物體之中。前面的過程稱為散射，后面的過程稱為吸收。也就是說，入射到物體的射線，一部分能量被吸收，一部分能量被散射。光電效應是吸收過程，康普頓效應是既有吸收又有散射的過程，電子對效應也是吸收過程，瑞利散射是散射過程。透射射線將包含一次射線、二次射線：特征輻射、散射線、康普頓散射線、瑞利散射線及電子（光電子、反沖電子）等。由于這些相互作用，使從物體透射的射線強度低于入射射線強度，這稱為射線強度發生了衰減。
實驗表明，射線穿透物體時其強度的衰減與吸收體（射線入射的物體）的性質、厚度及射線光量子的能量相關。對于一束射線，在均勻的媒質中，在無限小的厚度范圍內，強度的衰減量正比于入射射線強度和穿透物體的厚度。按照圖1-14所示的符號，這種關系可以寫為
dI=—IμdX
對此式進行積分，得到
Ix=I0e -μX
在一般情況下省略下標“X”，寫為
I=I0e -μX
式中：I0——入射射線強度；
I——透射射線強度；
X——吸收體厚度；
μ——線衰減系數（單位常采用：cm-1）。
這就是射線衰減的基本規律。它也適用于粒子輻射，但由于不同射線與物質相互作用的特點不同，因此，公式中出現的線衰減系數將不同。