В логетроне исследуемую рентгенограмму помещают в находящееся в средней части прибора приспособление.

Сверху накладывают репродукционную пленку, которую плотно прижимают к рентгенограмме.

В нижней части логетрона находятся генераторы развертки, электроннолучевая трубка, объектив и зеркало. В верхней части располагаются фотоэлектронный умножитель, усилитель с обратной связью и интегратор света. При включении прибора на экране электроннолучевой трубки появляется небольшое световое пятно, которое перемещается по всей площади экрана в определенной последовательности.

С помощью объектива и зеркала изображение пятна проецируется на рентгенограмму, где оно после соответствующей настройки прибора также перемещается во всей ее площади.

Пройдя через определенный участок рентгенограммы, свет попадает на репродукционную пленку, образует в ней скрытое изображение, а затем достигает фотоэлектронного умножителя, связанного с усилителем. Если свет попадает на участок пленки с большим почернением, в фотоэлектронном умножителе возникает относительно слабый ток.

В результате того что между фотоэлектронным умножителем и электроннолучевой трубкой имеется обратная связь, количество электронов в луче трубки возрастает и повышается яркость светового пятна на рентгенограмме.