γ射線有很強的穿透性，γ射線探傷儀就是利用γ射線得穿透性和直線性來探傷的方法。γ射線雖然不會像可見光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來接收。當γ射線穿過（照射）物質時，該物質的密度越大，射線強度減弱得越多，即射線能穿透過該物質的強度就越小。此時，若用照相底片接收，則底片的感光量就小；若用儀器來接收，獲得的訊號就弱。

因此，用γ射線來照射待探傷的零部件時，若其內部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過的物質密度要小得多，其強度就減弱得少些，即透過的強度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直於射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來反映缺陷垂直於射線方向的平面投影和射線的透過量。

一般情況下，γ射線探傷是不易發現裂紋的，或者說，γ射線探傷對裂紋是不敏感的。因此，γ射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即γ射線探傷適宜用於體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。