1895年11月8日，在医学影像学的历史上是一个不平凡的日子，德国物理学家伦琴(W·K·R oentgrn)偶然在实验中发现了一种从阴极射线管中发出的射线,它能够穿过不透明的物体，却又不能被透镜折射，它自身不能被看到，却能导致荧光物质发光并让感光胶片曝光，为此伦琴给这种未被知晓的“光线”命名为X线，尔后人们也常将X线称为“伦琴射线”。随后，伦琴利用X线拍摄了人体内部的骨骼照片(第1张照片是其夫人的手掌影像)，这一成功堪称医学影像史上的最早记录，以至于我们现在都把1895年纪念为医学影像史的开篇元年。伦琴因此在1901年荣获了首次颁发的诺贝尔物理学奖。最为欢欣鼓舞并且因此受益匪浅的当属医学界，利用X线对人体内部结构进行成像诊断的技术由此在全世界迅速普及开来，西方各国纷纷研制出了X线机的初级产品。受限于当时社会经济和科学技术的水平，X线机只局限于透视检查和摄影，机器的功能和性能并没有新的提高，而X线对于人体的辐射损伤也是在以后逐渐被认识到的。
1932年也是在德国，由柏林工科大学的鲁斯卡（E.Roska）和克诺尔（M.Knoll）根据对电磁波已有的物理认识,采用电子束成像，首先研制成功世界上第1台电子显微镜(electr onnic microscope,EM)。这是一次先有理论，后有实践的研究，从而有力地证实了信息载体的多样性。对于医学诊断，人类便有了从宏观到微观对人体结构全面分析的工具，鲁斯卡对于电子束和电镜成像的发明被誉为20世纪最重要的发现之一，荣获1986年诺贝尔物理学奖。在战争年代，军事与国防是尖端科技的主要应用目标；进入和平时期，维护人类健康便成了科学技术中最重要的主题方向。第２次世界大战以后，1946年，声学和电子技术将海战时运用的声纳技术转化为医学中的A型超声（ultra-sonic，US）成像；美国哈佛大学的伯塞尔（Purceel）和斯坦福大学的布洛赫（Bloch）领导的两个研究小组，几乎在同一时期内，采用不同方法各自发现了物质的核磁共振现象（他们两人于1952 年被授予诺贝尔物理学奖）。20世纪50年代初期起，在已有的成像技术不断得到改良与提高的同时，新的成像方式又开始活跃涌现。原子能技术转化为核素医学成像，出现了各种同位素闪烁扫描仪和1958年问世的一次成像γ照相机；进入20世纪60年代，B型超声成像仪研制成功，其连续的动态实时影像为医学诊断提供了更新的手段。
20世纪70年代以后，自从美国的阿波罗登月计划完成以来，大批优秀的电子和计算机等技术方面的科学家、工程师纷纷转向了生物医学工程研究和医疗仪器设备制造领域，从此医学影像设备得到了空前的发展。在物理、化学、机械、真空、电子、电磁和计算机等相关学科技术的支持下，医学影像技术进入了成熟期，开始普遍地实用于人体解剖、组织学分析和临床诊断学等形态学科领域。1972年，第1台X线计算机断层成像仪（X-ray computed tomograph y，X-CT）的问世给医学影像诊断技术带来了新的革命，这使影像的信息量得到了非常显著的提高，成为X线被发现以来医学影像技术史上新的里程碑。因此，两位研制医用CT机的学者：美国的物理学家考马克(A.M.Cormack)和英国工程师豪恩斯菲尔德（G.N.Hounsfi eld）获得了1979年度的诺贝尔医学和生理学奖。
20世纪80年代前后，出现了第1台用于头部的单光子发射型计算机断层成像仪（single phot on emission computed tomography，SPECT）成为核素成像的应用典型，多普勒（Doppler）技术开始应用于超声成像领域，而磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）原理更显示出它在医学影像中的重要价值。在MRI成像仪问世以后，着实让放射科医生们醒悟到：几十年来沿用的放射学、放射科和放射诊断中的“放射”一词似乎过于狭义，而只会观察X 线胶片已不能适应医学影像学的快速发展。MRI 和US 既无创伤又无损伤的成像方式，明显地映照出其他成像方式给受检者带来创伤或损伤的弊端，激励其向着无损或微损方向改进。另一方面，MRI和核素成像除了对人体结构的影像揭示外，还能提供功能上的信息，由此引发医生们产生了“成像方式已经多元化，影像诊断也应综合化”的新认识。迄今，X-CT、US 、MRI和ECT已被公认为医学影像诊断的四大成像技术方式。
20世纪80年代中期，在电子技术、计算机、网络通讯和全球数字化浪潮的推动下，医学影像设备在不断提高性能、拓宽功能的基础上，也普遍实现了自动化、智能化。并且由于尖端技术的应用，使得各类影像设备的更新换代速度加快，提高影像质量、缩短成像时间、降低有害辐射成了影像设备发展的总趋势。US成像队伍中出现了彩色多普勒血流成像仪(color do ppler flow image，CDFI);核素成像家族新添了正电子发射断层成像仪(positron emiss ion tomography，PET)；MRI采用了超导高场强技术；传统的X线摄影开始向数字化进程迈 入，出现了以计算机放射成像(computed radiography，CR)来代替感光胶片的新装置；小型的网络通讯系统开始在局部区域内传输医学影像。20世纪90年代以来，相继涌现了螺旋C和超高速电子束CT（EBCT，或称UFCT），在发达国家的医疗机构中，医学影像的网络通讯已进入了实用阶段，能高速传递影像和其他医学信息的网络可使医生们方便地检索、调阅影像，实现多方会诊、信息同时共享和远程通讯。
医学影像设备的发展过程，推进了医学诊断从“放射诊断学”到“影像诊断学”以至现代的“影像信息综合分析诊断学”，同时，由于医学影像设备均是多学科技术间的汇集和渗透， 从而造就了新的交叉学科——医学影像工程学。
