この項目では、レントゲンが発見した放射線について説明しています。1897年の映画については「X線 (映画)」をご覧ください。
レントゲンが1896年1月23日に撮影した手の透視画像。骨と指輪の部分が黒く写っている。人間の胸部のX線画像

X線（エックスせん、英: X-ray）は、波長が1 pm - 10 nm程度の電磁波である。発見者であるヴィルヘルム・レントゲンの名をとってレントゲン線と呼ばれることもある。電磁波であるが放射線の一種でもあり、X線撮影、回折現象を利用した結晶構造の解析などに用いられる。呼称の由来は数学の“未知数”を表す「X」で、これもレントゲンの命名による。

1895年11月8日、ドイツのヴィルヘルム・レントゲンにより特定の波長域を持つ電磁波が発見され、X線として命名された[1]。この発見は当時直ちに大反響を呼び、X線の発生について理論的方向付けを与えようとしたポアンカレは1896年1月に、蛍光物質とX線の関連について予測を述べた。その予測に従い、翌月の2月にアンリ・ベクレルはウランを含む燐光体が現代からいえば放射性物質であることを発見[2]するなどX線の発見は原子核物理の端緒となった。

日本の法令上は片仮名を用いて「エックス線」若しくは「エツクス線」（ツを並字で表記する）と表記するのが原則となっている。
発生方法管理域シンボル
電子の励起準位の差によるもの

例えば、対陰極(陽極)として銅、モリブデン、タングステンなどの標的に、加速した電子ビーム（30 keV程度）を当て原子の1s軌道の電子を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道（2p、3p軌道など）から電子が遷移してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線（特性X線）である[3]。この時、軌道のポテンシャルエネルギーの差で電磁波の波長が決まるので、どのような波長のX線でも出てくるわけではない。

加速電圧（管電圧）と電子流による電流（管電流）からくる消費電力の1 %程度だけがX線に転換される[3]。つまり電子線の電力の99 %が対陰極の金属塊を熱するということになるため、実験上冷却が重要である[3]。このような方法でX線を発生させる装置は、

X線管（特にX線管の中で分析管と言われるものは特性X線を利用する）

クルックス管

がある。
運動エネルギーによるもの

電子を対陰極で急激に制動させたり、磁場により運動方向を変更したりするなどの加速度運動をするとX線が放射され（制動放射）[3]、制動X線と呼ばれる。特定のスペクトルを示さないので、白色X線と言われる。このような方法でX線を発生させる装置は

X線管

放射光施設（SPring-8等）[3]

熱によるもの

レーザーで高温のプラズマを発生させ、超短パルスのX線を発生させたり、X線レーザー発振の研究が行われている。

高温のプラズマ

ブラックホールに落下し加熱されたガス

トライボルミネッセンス

セロハンテープのロールを一定の速さではがすことによるもの。