Objetivo: El objetivo del estudio fue comparar in vitro la validez diagnóstica de dos sistemas de radiografía digital directa: dispositivo de carga acoplada (CCD) de Sirona® XIOS XG y placa de fósforo foto-estimulable (PSP) de Dürr® VistaScan en la detección de lesiones de caries proximal incipiente. Metodología: Se evaluaron 112 superficies proximales de 27 molares y 31 premolares extraídos, con o sin lesión de caries dental proximal incipiente. Se empleó como estándar de oro la evaluación histológica. Las imágenes radiográficas así como las del estéreo microscopio fueron evaluadas por un observador calibrado. Resultados: Los valores de sensibilidad obtenidos para el sistema CCD y PSP fueron de 0.35 y 0.31, respectivamente. Los valores de especificidad fueron similares para ambos sistemas (0.87). Los valores Az mostraron baja exactitud diagnóstica para ambos sistemas: 0.61 para el CCD y 0.59 para el PSP, no encontrándose diferencia estadísticamente significativa entre ambos valores (p=0.78). Conclusiones: Los sistemas CCD y PSP presentaron mejor capacidad para la detección de superficies sanas, pero una baja exactitud para detectar lesiones de caries dental proximal incipiente. Ambos presentaron baja concordancia con la evaluación histológica.