X射线管是分析仪器与探伤仪器中最重要的组成部分。管内真空度不低于10-4 帕。阴极为直热式螺旋钨丝，阳极为铜块端面镶嵌的金属靶。根据管子的用途选择靶材和电子束能量，常用钨作靶材。阴极工作温度约为2000K，发射出的电子经数万至数十万伏高压加速后撞击靶面。阴极被一个前端开槽的金属罩包围。金属罩的电位等于或低于阴极，迫使电子聚焦在靶面上的一个狭窄区域内，形成焦斑。对于X射线管的要求是焦点小，强度大，以形成较大的功率密度。因此，在阳极上须供给比较大的功率，但X射线管的效率很低，99％以上的电子束功率成为阳极热耗，而使焦斑过热。为了避免阳极过热即对阳极或管子采取不同方式的冷却，以降低焦斑处的温度，或使靶面倾斜一定角度，以提供较大的散热面积。随着技术的不断提升，现出现一种在阳极靶面与阴极之间装有控制栅极的X射线管，在控制栅上施加脉冲调制，以控制X射线的输出。改变脉冲宽度及重复频率，即可调整定时重复曝光。