根据电磁场理论，真空中以接近光速运动的具有相对论效应的带电粒子在二极磁场作用下偏转时，会沿着偏转轨道切线方向发射连续电磁波。20世纪40年代，在电子同步加速器上首次观测到这种电磁波，而产生和利用同步辐射光的科学装置被称为同步辐射光源。

同步辐射光源是大科学装置，从X射线源角度来看，属于大型X射线源，不同于普通的小型X射线源。同步辐射光源的原理结构简单，主体是一台电子储存环，实际装置复杂，围绕着电子储存环，需要有中央控制、高频站、储存环隧道、输运线隧道、直线加速器、速调管、排风站、计算中心、同步辐射光测量站、同步辐射光单色器等配套装置和设施。

根据发展阶段，同步辐射光源分为第一代、第二代和第三代同步辐射光源。①第一代同步辐射光源。电子储存环的设计兼顾高能物理实验和同步辐射研究，储存环上的一些弯转和扭摆磁铁可以引出同步辐射光，即储存环在专用或兼用模式下，作为同步辐射光源。北京正负电子对撞机属于第一代同步辐射光源。②第二代同步辐射光源。电子储存环专门为使用同步辐射光而设计，主要从偏转磁铁引出同步辐射光。③第三代同步辐射光源。优化了电子储存环的电子束发射度，并使用了波荡器等部件。第三代同步辐射光源的电子束发射度比第二代同步辐射光源小很多，因此同步辐射光的亮度大幅度提高；采用波荡器并从波荡器引出高亮度、部分相干的准单色同步辐射光。依据光子能量覆盖范围和电子储存环中电子束能量的不同，第三代同步辐射光源又被进一步细分为高能、中能和低能同步辐射光源。上海光源属于第三代同步辐射光源。

同步辐射光源（特别是第三代同步辐射光源）是进行X射线科学和技术研究的最佳选择，已经应用于构建X射线衍射、散射、反射、荧光分析、显微成像、层析等X射线光学系统；这些利用同步辐射光源构建的X射线光学系统也已经在一些前沿科学技术研究中发挥作用。