Rentgena tehnoloģijai ir izšķiroša nozīme daudzās jomās, tostarp medicīniskajā diagnostikā, nesagraujošās -pārbaudēs, drošības pārbaudēs un zinātniskajos pētījumos. Tās veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no primārajiem materiāliem, ko izmanto ģenerēšanas un noteikšanas procesos. Šiem materiāliem ir jābūt noteiktiem atomu skaitļiem, blīvumiem, kristālu struktūrām un stabilitātei, lai nodrošinātu efektīvu rentgenstaru ģenerēšanu, pārraidi, modulāciju un uztveršanu.
Kas attiecas uz rentgenstaru avotiem, kodola materiāls ir metālisks mērķis ar lielu-atomu-skaitu, parasti ietver volframu (W), molibdēnu (Mo) un hromu (Cr). Pateicoties augstajai kušanas temperatūrai, labajai siltumvadītspējai un spējai radīt augstas-enerģijas nepārtrauktus un raksturīgus spektrus, volframs ir kļuvis par galveno mērķmateriālu medicīnisko un rūpniecisko defektu noteikšanas rentgenstaru lampām. Molibdēns var radīt raksturīgu starojumu, kas piemērots mīksto audu attēlveidošanai ar zemāku caurules spriegumu, un to bieži izmanto īpašos diagnostikas scenārijos, piemēram, mamogrāfijā. Hromu izmanto īpašās fluorescences analīzēs un zemas-enerģijas rentgena-ierīcēs. Mērķa materiāla tīrība un graudu orientācija ietekmē rentgenstaru intensitāti un enerģijas spektra sadalījumu; tādēļ sagatavošanas laikā ir nepieciešama stingra metalurģijas un apstrādes tehnikas kontrole.
Rentgenstaru noteikšanas jomā galvenie materiāli ir sadalīti divās kategorijās: scintilatori un pusvadītāju detektoru materiāli. Scintilatori, piemēram, nātrija jodīds (NaI), cēzija jodīds (CsI) un kadmija volframāts (CdWO₄), pārvērš rentgenstaru fotonu ierosmi redzamā gaismā, ko pēc tam nolasa fotopavairotāja lampas vai fotodiodes. Šiem materiāliem ir jābūt ar augstu gaismas efektivitāti, ātru sabrukšanas laiku un labu lineāro reakciju, un tiem ir jābūt zināmai izturībai pret šķīdināšanu un mehāniskiem triecieniem. Pusvadītāju detektoru materiāli, ko pārstāv kadmija cinka telurīds (CZT), kadmija telurīds (CdTe), silīcijs (Si) un germānija (Ge), izmanto fotonus, lai tieši ģenerētu elektronu{5} caurumu pārus un pārvērstu tos elektriskos signālos. Tie piedāvā tādas priekšrocības kā augsta enerģijas izšķirtspēja un ātra reakcija, padarot tos piemērotus kodolmedicīnas attēlveidošanai un augstas-precizitātes enerģijas dispersijas spektroskopijas analīzei.
Turklāt smagos metālus un sakausējumus, piemēram, svinu (Pb), bāriju (Ba) un svinu{0}}saturošus polimērus, plaši izmanto rentgena optikā un filtrēšanas sistēmās. To lielais atomu skaits un augsta blīvuma raksturlielumi nodrošina rentgenstaru aizsardzību un staru stiprināšanu, samazinot zemas-enerģijas izkliedes ietekmi uz attēla kvalitāti. Attiecībā uz logu materiāliem rentgenstaru lampām berilijs (Be) tiek plaši izmantots tā zemā atomu skaita, labās caurlaidības un mehāniskās izturības dēļ, nodrošinot rentgenstaru pārraidi, vienlaikus saglabājot vakuuma blīvējumu.
Kopumā primāro rentgena materiālu atlase ir saistīta ar augstu atomu skaitu, piemērotu blīvumu, stabilām fizikāli ķīmiskajām īpašībām un saderību ar procesa prasībām. Dažādu materiālu kombinācija un optimizācija nosaka rentgenstaru sistēmas attēlveidošanas veiktspēju, noteikšanas jutīgumu un kalpošanas laiku, veidojot materiālo pamatu šīs tehnoloģijas plašai izmantošanai.
