X射线是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波。X射线的波长介于0.01纳米到10纳米之间，X射线穿透本领非常高，能穿透许多对可见光不透明的物质，如墨纸、书本、木料等，还可以使许多固体材料产生可见的荧光，使空气电离以及照相底片感光等效应。
1895年11月8日，50岁的德国物理学家伦琴在威尔茨堡大学的实验室研究阴极射线管中气体放电现象时，偶然发现距离玻璃管两米远的地方，一块用氰亚铂酸钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验，他分别用纸和书本遮住纸板，纸板仍能发光。更令人惊奇的是，当用手去拿这块发荧光的纸板时，竟然在纸板上看到了手骨的影像。
当时伦琴认定：这是一种人眼看不见，但具有高能量、能穿透物体、能使荧光物质发光的射线。因无法解释它的原理，不明了它的性质，故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号，称为“X”射线(X-ray)。1895年12月22日，伦琴用这种射线给自己的妻子拍摄了一张手部照片，照片清晰地显示出她的左手掌骨骼和无名指上戒指的轮廓，这也是人类历史上第一张人体X射线骨骼照片。
由于X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用，X射线被应用于医学诊断。利用人体各组织的密度和厚度不同，通过检测图像阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部位/内部器官是否正常。
除了医学应用，工业上也应用X射线来进行工业探伤。作为一种非破坏性检测技术，X射线探伤是控制与保障现代工业生产的重要手段，一般用于金属，非金属等材料制成的零部件、铸造及焊接部件的无损检测，以确定其内部是否含有如夹渣、裂纹、气孔、未焊透、未融合等的损伤或缺陷。
