X線檢查是目前應用最廣泛的肺結核初篩方法之一，也是最基本的檢查手段。透過胸部X光片，可以早期發現輕微的結核病變。成年人肺結核多在肺上部的肺尖部位發生，不同型別的結核在X光影像上會呈現出不同的表現。
原發性肺結核在X光影像上呈現出啞鈴形陰影的病灶，同時伴有肺門淋巴結腫大。而血行播散型肺結核在急性期時，X光影像可見整個肺組織出現大小、密度和分佈均勻的粟粒樣結節影，結節直徑大約為2毫米左右。當血行播散型肺結核進入亞急性或慢性階段時，X光影像表現為以雙上、中肺野為主的大小不等、密度不同、分佈不均的粟粒狀和結節狀陰影，同時新舊和鈣化的病灶並存。繼發性肺結核可在X光影像上表現為浸潤性肺結核，即小片狀或斑點狀的陰影，其中可能存在空洞。空洞性肺結核在X光影像上則呈現出不同形態，有些類似蟲蝕樣的空洞，洞壁不明顯，並伴有周圍區域的新鮮薄壁空洞。此外，肺結核還可形成球樣病變，即結核球，其中可同時存在鈣化或液化壞死並形成空洞，且大部分結核球周圍還可出現衛星灶。部分肺結核還可引起炎性改變，如干酪樣肺炎，在X光影像上呈現出大葉性、密度均勻的磨玻璃樣改變，逐漸出現溶解區和蟲蝕樣的空洞，並可出現播散灶；小葉性則呈現出小葉斑片狀的播散病灶，病變多發生在雙肺的中下部。
隨著肺結核病程的延長，可能會形成纖維空洞性肺結核，由於病情反覆遷延，肺組織和功能受到損害，會出現雙側或單側的纖維厚壁空洞和廣泛的纖維增生，從而引起肺門抬高和肺紋理呈垂柳狀。患側肺組織還會出現收縮，並使縱隔向患側移位。在一些病例中，胸膜黏連和代償性肺氣腫也是常見的表現。此外，肺結核還可能伴隨胸膜炎和結核性膿胸的改變。