X射线(X-ray)又称为伦琴射线、X光。是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，是波长介于紫外线和γ射线 之间的电磁波。其波长很短约介于0.01~100埃之间。被德国物理学家W.K.伦琴于1895年所发现。它具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，让照相底片感光以及空气电离等反应。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～100埃范围内的称软X射线。最初用于医学成像诊断和 X射线结晶学。X射线也是游离辐射等这一类对人体有危害的射线。它是19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一，这一发现标志着现代物理学的产生。
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。在撞击中，电子突然减速，其损失的动能(其中的1%)会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。经过加大加速电压，电子携带的能量增大，可能将金属原子的内层电子撞出。然后内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，并放出波长在0.1纳米左右的光子。因为外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。
X射线是一种波长极短，能量很大的电磁波，X射线的波长比可见光的波长更短， 约在0.001～100纳米之间，如医学上应用的X射线波约在0.001～0.1纳米之间，它的光子能量比可见光的光子能量大几万甚至几十万倍。其物理特征包括穿透作用，荧光作用，电离作用，热作用以及干涉、衍射、反射、折射作用。还有其化学特性即感光作用与着色作用。还拥有其生物特性。医学上常用它来做透视检查，工业上则用来探伤。X射线还可以用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。X射线衍射法成为现代研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。
