X射線的特征是波長(zhǎng)非常短，頻率很高，其波長(zhǎng)約為（20～0.06）×10-8厘米之間。因此X射線必定是由于原子在能量相差懸殊的兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷而產(chǎn)生的。所以X射線光譜是原子中最靠?jī)?nèi)層的電子躍遷時(shí)發(fā)出來(lái)的，而光學(xué)光譜則是外層的電子躍遷時(shí)發(fā)射出來(lái)的。X射線在電場(chǎng)磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)。這說(shuō)明X射線是不帶電的粒子流，因此能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象。 

    X射線譜由連續(xù)譜和標(biāo)識(shí)譜兩部分組成，標(biāo)識(shí)譜重疊在連續(xù)譜背景上，連續(xù)譜是由于高速電子受靶極阻擋而產(chǎn)生的 軔致輻射 ，其短波極限λ 0 由加速電壓V決定：λ 0 = hc/（ ev ）為普朗克常數(shù)， e 為電子電量， c為真空中的光速。標(biāo)識(shí)譜是由一系列線狀譜組成，它們是因靶元素內(nèi)層電子的躍遷而產(chǎn)生，每種元素各有一套特定的標(biāo)識(shí)譜，反映了原子殼層結(jié)構(gòu)。同步輻射源可產(chǎn)生高強(qiáng)度的連續(xù)譜X射線，現(xiàn)已成為重要的X射線源。X射線具有很高的穿透本領(lǐng)，能透過(guò)許多對(duì)可見(jiàn)光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料等。這種肉眼看不見(jiàn)的射線可以使很多固體材料發(fā)生可見(jiàn)的熒光，使照相底片感光以及空氣電離等效應(yīng)，波長(zhǎng)越短的X射線能量越大，叫做硬X射線，波長(zhǎng)長(zhǎng)的X射線能量較低，稱(chēng)為軟X射線。當(dāng)在真空中，高速運(yùn)動(dòng)的電子轟擊金屬靶時(shí)，靶就放出X射線，這就是X射線管的結(jié)構(gòu)原理。