რენტგენის გამოსხივების ფოტონთა ენერგია ელექტრომაგნიტური ტალღების სკალაზე ულტრაიისფერსა და გამა-გამოსხივებას შორისაა, რაც 10−12 დან 10−7მეტრის ტალღის სიგრძეს შეესაბამება. რენტგენის ბუნებრივი წყაროა ატომის ბირთვის რადიოაქტიური დაშლით და კოსმოსური სხივებით გამოწვეული ნივთიერების იონიზაცია, რომლის ატომებში მდებარე ელექტრონები გამოსხივებისგან ჭარბ ენერგიას იღებენ და წონოწორობის აღსადგენად რენტგენის გამოსხივებით „იშორებენ“ მას.
რენტგენის გამოსხივების ხელოვნურად მიღება სწრაფი ელექტრონების დამუხრუჭებით ხდება. ვაკუუმიან მინის მილაკში სამი ელექტროდია. ერთი, ელექტრონების წყაროა (კათოდი), მეორე კი მათი ამაჩქარებელი, მესამე – მაღალი დადებითი პოტენციალის მქონე სამიზნე (ანოდი), რომელსაც ელქტრონები ეჯახება, რაც მათ სწრაფ დამუხრუჭებას იწვევს, ეს უკანასკნელნი კი (აჩქარებისას) მინიჭებულ ენერგიას რენტგენის სხივების სახით ასხივებენ.
ამ გამოსხივების ტალღის სიგრძე ატომების ზომებს შეიძლება შევადაროთ, ამიტომ ის არ აირეკლება და ღრმად აღწევს ნივთიერებაში, რაც მათი პრაქტიკული გამოყენების საშუალებას იძლევა (მედიცინაში, უსაფრთხოებაში და სხვა).
რენტგენის სხივების ხელოვნური წყაროა სინქროტრონიც (სინქროტრონული გამოსხივება). სინქროტრონულ გამოსხივებას დამუხტული ნაწილაკები უშვებს, რომლებიც ძლიერი მაგნიტური ველის ზემოქმედებით, გამრუდებულ ტრაექტორიებზე რელატივისტური (სინათლის სიჩქარის მახლობელი) სიჩქარეებით მოძრაობენ.
რენტგენის გამოსხივება მაიონიზირებელია, ზემოქმედებს ორგანულ ქსოვილზე და მის სხივურ დაავადებებს იწვევს, სხივურ დამწვრობასა და სიმსივნეს, არის მუტაგენური მოქმედების, ანუ იწვევს უჯრედის გენეტიკის გადაგვარებას. ითვლება, რომ დაზიანება შთანთქმული გამოსხივების დოზის პირდაპირპროპორციულია (რადიაცია ჩვენს გარშემო).
სინქროტრონული გამოსხივების წყაროებია პულსარები და შავი ხვრელები . ორი პულსარისგან შემდგარი სისტემა.