Røntgenundersøgelse, undersøgelsesteknik, som ved hjælp af røntgenstråler frembringer billeder af indvendige strukturer i ellers uigennemsigtige legemer eller genstande. Røntgenundersøgelse anvendes særlig inden for lægevidenskaben (se radiologi) som undersøgelsesmetode til påvisning og karakteristik af forandringer ved sygdomme, misdannelser eller beskadigelser i indvendige organer og væv hos mennesker, men finder også anvendelse i veterinærmedicinen og i forskning inden for fysik, kemi, mineralogi, metallurgi og biologi, desuden i industrien til kontrol af støbte eller svejsede produkter, i trafik- og transportsektoren til undersøgelse af forsendelsers indhold, i arkæologien til bestemmelse af indholdet i fx mumier og andre oldtidsfund samt undertiden i kunstvidenskab til vurdering af ægtheden af smykker, malerier og andre kunstgenstande.