对X线进行光谱分析发现，它由两种成分组成：一种X线谱是连续的，称为连续X线；另一种则是脉冲式的，称为特征X线。X线是由这两种成分组成的混合射线。

连续X线又称为轫致辐射，是高速运动的电子与靶物质原子核相互作用时产生的。连续X线与可见光相似，是包含多种能量光子的混合射线。

根据经典的电磁学理论，具有一定能量的高速电子进入原子核附近的强电场区域时，在强电场的作用下，电子运动的速度和方向必然发生变化。在此过程中，电子损失的能量转变为连续X线。由于单位时间内到达靶面的电子数目是大量的，且每个高速电子具有的能量不同、与靶物质原子作用时的相对位置不同、相互作用对应的能量损失也不同，因而发出的X线光子频率也互不相同。大量不同能量的X线光子组成了具有连续频率的X线谱（图2-2）。

图2-3是X线管使用钨靶、管电流保持不变、管电压从20kV增加到50kV的X线谱。由图中曲线可见，连续谱的X线强度是随波长的变化而连续变化的。每条曲线都有一个峰值；曲线在波长增加的方向上都无限延展，但强度越来越弱；在波长减小的方向上曲线都存在一个波长极限，称为最短波长（λ _min）。随着管电压的升高，各曲线所对应的强度峰值和最短波长的位置均向短波方向移动，辐射强度均相应地增强。

在X线管中，撞击阳极靶面的电子动能取决于施加在阴阳两极间的管电压，管电压越高，阴极电子获得的动能越大。若电场对电子所做的功全部转移为电子的动能，且电子的动能全部转变给撞击时产生的X线光子的能量，则存在如下关系式

式中V表示管电压，e表示电子电量，h为普朗克常数，c为光速，λ _min为最短X线波长。公式左边表示电场对电子所做的功（电子获得的动能），公式右边表示光子能量。

公式2-1可以改列为：

由上式可见，连续X线的最短波长只与管电压有关，管电压越高，所产生的X线波长越短。

特征X线又称为标识X线，是高速运动的电子与靶物质原子的内层轨道电子相互作用时产生的。当在X线管电压下加速的电子能量大于靶物质原子内层电子的结合能时，就有部分高速电子将内层轨道电子击脱使之成为自由电子（称光电子），使原子内电子层出现空位，从而处于不稳定的激发态。这样，按能量分布最低的原则，处于高能态的外壳层电子必然要向内壳层跃迁填补其电子空位，便释放出能量等于电子跃迁前、后两能级之差的特征X线光子。不同的靶物质，原子结构不同，发出的特征X线的波长也不同。这种由靶物质决定的X线表征靶物质的原子结构特性，而与其他因素无关，故称为特征辐射或特征X线（图2-4）。

某一元素有几层轨道电子，便可能有几种特征射线。当钨靶原子的K层电子被击脱，其出现的K电子空位可由L、M、N、O等能级较高的壳层电子或自由电子跃入填充，便产生能量不同的K系特征X线；同样当L层电子被击脱，便产生L系特征X线，依此类推。外层电子由于能级差甚小，只能产生紫外线或可见光等低能量范围的光子。

综上所述，X线管产生的射线谱是由连续X线和标识X线叠加而成的。但在X线的两种成分中，特征X线只占很少一部分。例如钨靶X线管，低于K系激发电压将不会产生K系放射；管电压在80～150kV时，特征X线只占28%～10%；管电压高于150kV时特征X线占比进一步减少；高于300kV时，两种成分相比特征X线可以忽略。所以，医用X线主要使用的是连续辐射。