原理解析

产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。

实验生成

实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、铜、镍等材料）。用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰击靶极，X射线从靶极发出。电子轰击靶极时会产生高温，故靶极必须用水冷却，有时还将靶极设计成转动式的。

此外，高强度的X射线亦可由同步加速器或自由电子雷射产生。同步辐射光源，具有高强度、连续波长、光束准直、极小的光束截面积并具有时间脉波性与偏振性，因而成为科学研究最佳之X光光源。

探测器

X射线的探测可基于多种方法。最普通的一种方法叫做照相底板法，这种方法在医院里经常使用。将一片照相底片放置于人体后，X射线穿过人体内软组织（皮肤及器官）后会照射到底片，令这些部位于底片经显影后保留黑色；X射线无法穿过人体内的硬组织，如骨或其他被注射含钡或碘的物质，底片于显影后会显示成白色。光激影像板（en:image plate）因子位化容易，在少部分医院已以之取代传统底片。另一方法是利用X光照在特定材质上所产生的荧光，例如碘化钠（NaI）。科学研究上，除了使用X光CCD，也利用X光游离气体的特性，使用气体游离腔做为X光强度之侦测。这些方法只能显示出X射线的光子密度，但无法显示出X射线的光子能量。X光光子的能量通常以晶体使X光衍射再依布拉格定律（Bragg's law）决定。目前普遍认为人眼是看不见X光的，而且几乎所有的X光的使用者都认为这是事实。然而严格的说，这实际上是不正确的。在特殊的情况下，肉眼实际上是可以看见X光的。