Les rayons X s’avèrent être un rayonnement électromagnétique comme les ondes radio, la lumière  visible ou les infra-rouge. Cependant, ils peuvent être produits de deux manières très spécifiques :

Par accélération d’électrons (accélération au sens large : freinage, changement de trajectoire) :

Le freinage des électrons sur une cible dans un tube à rayons X : les électrons sont extraits par chauffage d’un filament métallique, la cathode, et accélérés par une tension électrique dans un tube sous vide. Ce faisceau est focalisé de manière à bombarder une cible métallique en tungstène ou en molybdène, appelée anode. Le ralentissement des électrons par les atomes de la cible provoque un rayonnement continu de freinage.

Historiquement, les rayons X étaient connus pour faire briller certains cristaux (fluorescence), ioniser les gaz et impressionner les plaques photographiques.

Les principales propriétés des rayons X sont les suivantes:

Ils pénètrent facilement la « matière molle », c’est-à-dire la matière solide peu dense et constituée d’éléments légers et ils sont aussi facilement absorbés par la « matière dure », matière solide dense constituée d’éléments lourds : ils traversent la chair et sont arrêtés par les os ; c’est ce qui permet l’imagerie médicale (radiographie, scanner, densitométrie osseuse)

Les rayons X sont invisibles à l’œil, mais ils impressionnent les pellicules photographiques. Si l’on place un film vierge protégé de la lumière (dans une chambre noire ou enveloppée dans un papier opaque), la figure révélée sur le film donne l’intensité des rayons X ayant frappé la pellicule à cet endroit. C’est ce qui a permis à Röntgen de découvrir ces rayons.

Ce procédé est utilisé en radiographie médicale ainsi que dans certains diffractomètres (clichés de Laue, chambres de Debye-Scherrer).

Il est aussi utilisé dans les systèmes de suivi du personnel utilisant les rayons X : ceux-ci doivent en permanence porter un badge, appelé « film dosimètre », enfermant une pellicule vierge ; ce badge est régulièrement changé et développé par les services de santé pour s’assurer que le manipulateur n’a pas reçu de dose excessive de rayons X.