陰極射線是從低壓氣體放電管陰極發(fā)出的電子在電場(chǎng)加速下形成的電子流。陰極可以是冷的也可以是熱的，電子通過外加電場(chǎng)的場(chǎng)致發(fā)射、殘存氣體中正離子的轟擊或熱電子發(fā)射過程從陰極射出。

陰極射線有兩個(gè)特性，一是垂直于陰極，二是帶有負(fù)電，并且總是從陰極出發(fā)，終點(diǎn)與陽(yáng)極無(wú)關(guān)。

陰極射線是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)的。1897年約瑟夫·約翰·湯姆遜根據(jù)放電管中的陰極射線在電磁場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負(fù)電，并測(cè)出其荷質(zhì)比，這在一定意義上是歷史上第一次發(fā)現(xiàn)電子，12年后美國(guó)物理學(xué)家羅伯特·安德魯·密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷。

產(chǎn)生X射線的最簡(jiǎn)單方法是：用加速后的電子撞擊金屬靶。撞擊過程中，電子突然減速，其損失的動(dòng)能（其中的1%）會(huì)以光子形式放出，形成X光光譜的連續(xù)部分，稱之為制動(dòng)輻射。通過加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則有可能將金屬原子的內(nèi)層電子撞出。于是內(nèi)層形成空穴，外層電子躍遷回內(nèi)層填補(bǔ)空穴，同時(shí)放出波長(zhǎng)在0.1納米左右的光子。由于外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長(zhǎng)也集中在某些部分，形成了X光譜中的特征線，此稱為特性輻射。

常用的陰極射線產(chǎn)生方式：電子的韌制輻射，用高能電子轟擊金屬，電子在打進(jìn)金屬的過程中急劇減速，按照電磁學(xué)，有加速的帶電粒子會(huì)輻射電磁波，如果電子能量很大，比如上萬(wàn)電子伏，就可以產(chǎn)生x射線，這是目前實(shí)驗(yàn)室和工廠，醫(yī)院等地方用的產(chǎn)生x射線的方法。

還有一種方式是：原子的內(nèi)層電子躍遷也可以產(chǎn)生x射線，量子力學(xué)的理論，電子從高能級(jí)往低能級(jí)躍遷時(shí)候會(huì)輻射光子，如果能級(jí)的能量差比較大，就可以發(fā)出x射線波段的光子。

陰極射線本質(zhì)上是電子流，是自由電子在空間做定向運(yùn)動(dòng)所形成的；高速運(yùn)動(dòng)的電子，由于帶負(fù)電荷，會(huì)受電磁場(chǎng)影響。

X射線則是原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的射線，屬于光子流，也就是電磁波。

陰極射線可在空氣中傳播幾厘米，而X射線具有很高的穿透本領(lǐng)，能透過許多對(duì)可見光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料等，甚至可穿透幾米厚的鋼板。

產(chǎn)生陰極射線的陰極射線管叫克魯克斯射線管，陰極射線管是從有名的蓋斯勒管發(fā)展起來(lái)的。陰極射線管有兩個(gè)電極：陰極與陽(yáng)極。管內(nèi)被抽成了接近真空狀態(tài)，當(dāng)向兩級(jí)與感應(yīng)線圈連接加上高壓電時(shí)，兩級(jí)之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，可以加速電子，然后陰極就可以向陽(yáng)極發(fā)射陰極射線了。陰極射線打在管內(nèi)稀薄空氣上可以發(fā)出神奇的光現(xiàn)象，這就是無(wú)聲的電放射。

產(chǎn)生X射線的陰極射線管叫倫琴射線管。管內(nèi)抽成高真空，里面封閉著兩個(gè)極．K是射線管的陰極，它由螺旋鎢絲制成(由外加電源加熱)，鎢絲對(duì)面一極裝有重金屬(鉑鎢)靶，它就是倫琴射線管的陽(yáng)極，把管的兩極接到幾萬(wàn)伏高壓電源上，使管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，熾熱鎢絲發(fā)出的電子受到電場(chǎng)的作用，就以很高的速度射到陽(yáng)極金屬靶上，于是就有倫琴射線從靶面發(fā)射出來(lái)透到管外．