X射线又称为伦琴射线，它是在高速电子流轰击金属靶的过程中产生的一种波长极短的电磁辐射。由于X射线是不带电的粒子流所以不受电磁场的影响，它沿直线传播，并能穿透普通光线所不能穿透的致密物体。X射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线、放射线、电子）之一，这一发现标志着现代物理学的产生。
德国物理学家伦琴在做一次放电实验，他惊奇地发现，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实。但是，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕（这个屏幕用于另外一个实验）发出了光，而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色——这说明它们已经曝光了！这个可能会被一般人忽略的现象，却使他产生了浓厚的兴趣。他想：底片的变化，恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子！一定要好好研究一下。不过，既然目前还不知道它是什么射线，于是取名“X射线”。后来伦琴经过实验发现一本厚书、2~3厘米厚的木板、不太厚的金属板都不能阻隔这种射线，并且给他的夫人拍摄了人类第一张X光片。
从此，医生有了新的武器——X光透视机。用它来检查人体的内部可以更方便、准确的找出病因。伦琴的X射线的发现和利用为人类做出了巨大的贡献，他获得了首届诺贝尔物理学奖。科学家为了纪念他，把X射线又称为伦琴射线。
由于X射线具有强大的穿透能力，能够透过人体显示骨骼，于是人们首先将它应用于骨折的诊断、异物检查等方面。早期医院中的X光诊断装置发出的X射线非常微弱，为了得到清晰的照片，要曝光1小时以上。但是，人体长时间照射X射线也具有一定的危险性。1913美国物理学家克里吉制作出与今天基本相同的X射线管，他通过改进阴极射线管大大缩短了曝光时间。此后法国人卡西尔使用了一种能用于检查子宫和椎管的造影剂。葡萄牙人莫尼兹制作出了一种为动脉、静脉血管等进行X射线透视的水溶性造影剂，使X射线的应用范围得到扩展。
但是X射线被人体组织吸收后，对健康是有害的，如果长时间接触可能造成白血球下降，毛发脱落，发生严重的射线病。其实上述危害是可以防治的，我们要尽量避免身体各个部位受到X射线的照射，特别是X射线的直接照射，非必要时，人员应尽量离开X光实验室，室内要保持良好的通风，以减少由于高电压和X射线电离作用产生的有害气体对人体的影响。
