1895年，德国物理学家W.C.伦琴^[注]进行阴极射线实验时发现X射线，这种射线具有可穿透不透明物质，产生荧光，使照相底片感光（见图）和使气体电离等特性。由于起初不知其本质，故称为X射线。

世界上的第一张X射线照片，所摄为伦琴妻子的手

X射线通常是由高速电子在真空中轰击靶而获得。在电子高速运动并轰击靶的过程中，电子突然改变运动方向、减速，其一部分动能转变为光子能量并发射出来，这种辐射称为轫致辐射。发射出X射线的能谱为连续谱，连续谱在短波端有一极限，X光子的最大能量为入射电子的动能。在伴随轫致辐射的连续谱X射线中，还可观察到分立的X射线谱线，这是靶原子外层电子跃迁到内层空穴而发射的单能光子，通常称为特征X射线，随靶元素而异。一个原子的若干条波长一定而强度较大的X射线簇组成该原子的特征X射线谱，可作为辨别不同元素存在的判断依据。

X射线穿透力较强，波长越短，穿透能力越强。在医学中广泛应用X射线开展诊断和治疗，在工业上利用X射线实施工件探伤等。由于每年开展有大量的X射线诊断检查，医用诊断的电离辐射（不包括放射治疗剂量）成为人工辐射的最大组成，是医用辐射防护的重要领域之一。