Рент­ге­нов­ские лучи были от­кры­ты в 1895 г. Не­мец­ким фи­зи­ком Виль­гель­мом Рент­ге­ном. Рент­ген за­ме­тил, что при тор­мо­же­нии быст­рых элек­тро­нов на любых пре­пят­стви­ях воз­ни­ка­ет силь­но про­ни­ка­ю­щее из­лу­че­ние, ко­то­рое уче­ный на­звал Х-лу­ча­ми (в даль­ней­шем за ними утвер­дит­ся тер­мин «рент­ге­нов­ские лучи»). Когда Рент­ген дер­жал руку между труб­кой и экра­ном, то на экра­не были видны тем­ные тени ко­стей на фоне более свет­лых очер­та­ний всей кисти руки.

Схема со­вре­мен­ной рент­ге­нов­ской труб­ки для по­лу­че­ния Х-лучей пред­став­ле­на на ри­сун­ке. Катод 1 пред­став­ля­ет собой по­до­гре­ва­е­мую воль­фра­мо­вую спи­раль, ис­пус­ка­ю­щую элек­тро­ны. Поток элек­тро­нов фо­ку­си­ру­ет­ся с по­мо­щью ци­лин­дра 3, а затем со­уда­ря­ет­ся с ме­тал­ли­че­ским элек­тро­дом (ано­дом) 2. При тор­мо­же­нии элек­тро­нов пучка воз­ни­ка­ют рент­ге­нов­ские лучи. На­пря­же­ние между ано­дом и ка­то­дом до­сти­га­ет не­сколь­ких де­сят­ков ки­ло­вольт. В труб­ке со­зда­ет­ся глу­бо­кий ва­ку­ум; дав­ле­ние газа в ней не пре­вы­ша­ет 10⁻⁵ мм рт. ст.
 Со­глас­но при­ве­ден­ным ис­сле­до­ва­ни­ям, рент­ге­нов­ские лучи дей­ство­ва­ли на фо­то­пла­стин­ку, вы­зы­ва­ли иони­за­цию воз­ду­ха, не вза­и­мо­дей­ство­ва­ли с элек­три­че­ски­ми и маг­нит­ны­ми по­ля­ми. Сразу же воз­ник­ло пред­по­ло­же­ние, что рент­ге­нов­ские лучи  — это элек­тро­маг­нит­ные волны, ко­то­рые в от­ли­чие от све­то­вых лучей ви­ди­мо­го участ­ка спек­тра и уль­тра­фи­о­ле­то­вых лучей имеют го­раз­до мень­шую длину волны. Но если рент­ге­нов­ское из­лу­че­ние пред­став­ля­ет собой элек­тро­маг­нит­ные волны, то оно долж­но об­на­ру­жить ди­фрак­цию – яв­ле­ние, при­су­щее всем видам волн. Ди­фрак­цию рент­ге­нов­ских волн уда­лось на­блю­дать на кри­стал­лах. Кри­сталл с его пе­ри­о­ди­че­ской струк­ту­рой и есть то устрой­ство, ко­то­рое не­из­беж­но долж­но вы­звать за­мет­ную ди­фрак­цию рент­ге­нов­ских волн, так как длина их близ­ка к раз­ме­рам ато­мов.