Ao trabalhar com tubo de raios catódicos, em 1895, W. Röentgen descobriu que "raios" provenientes do tubo podiam passar através de materiais opacos à luz, e ativar anteparos fluorescentes ou filmes fotográficos. O tubo de vidro onde os raios são gerados é selado à vácuo e possui um filamento que quando aquecido por uma corrente elétrica libera elétrons, que são acelerados por diferença de potencial (tensão) aplicada entre o ânodo e o cátodo do tubo. Os elétrons, acelerados pelo campo elétrico, chocam-se com o ânodo (alvo metálico) e, como resultado da desaceleração, são produzidos os raios. Por não conhecer a natureza destes misteriosos raios, Röentgen chamou-os de Raios x.

Anos depois, experimentos foram realizados mostrando o efeito de difração em raios x, evidenciando que estes são ondas eletromagnéticas. De fato, a teoria eletromagnética clássica prevê que cargas elétricas irradiam ondas eletromagnéticas quando aceleradas, ou desaceleradas. Portanto, é natural admitir que os raios x são ondas eletromagnéticas produzidas quando os elétrons são desacelerados ao chocaram-se com o ânodo. Os comprimentos de onda dos raios x estão compreendidos entre 10^(-8) m e 10^(-12) m. Quanto menor for o comprimento de onda, tanto mais os raios x penetram na matéria. Röentgen observou que todos os materiais eram transparentes aos raios, em maior ou menor grau, e que a transparência dos raios diminuía com o aumento da densidade do material. Esta observação levou à rápida utilização dos raios x em medicina, logo após sua descoberta.