1836年，英國科學家法拉第在研究稀薄氣體的放電時，發現了壹種絢麗的輝光。
後來，物理學家們重做試驗也發現了輝光現象，因為它從陰極射出，就稱其為“陰極射線”。
1895年，德國物理學家威廉·康拉德·倫琴對陰極射線產生了極大的興趣，並開展了壹系列的研究工作。
壹天，倫琴繼續在做他的實驗。當他把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時，認為玻璃管內的亮光會影響對熒光板的觀察。他就找了壹張包照相底片的黑紙，將玻璃管包住，使玻璃內的亮光透不出來。
倫琴操作時發現，當把熒光板靠近玻璃管的鋁窗時，熒光板上就發出微弱的亮光；當距離稍遠時，熒光板上就不發光。
繼而，倫琴換上沒有鋁窗的玻璃管。按平常的程序，他將玻璃管包好，打開開關，伸手拿起桌面上的熒光板。這時，他發現了壹個大為驚訝的現象：熒光板的邊緣上發現了局部手骨的影子。
倫琴額上冷汗頓出，壹時弄不清自己是在做實驗，還是出現了幻覺。
倫琴畢竟是科學家，絕不會放過這稍縱即逝的奇特發現。於是，他索性將手放在熒光板後面，結果，熒光板上出現了完整的手骨影子。
這是事實，但過去並沒有見過這樣的報道。
第二天，倫琴集中精力重新思考這壹新的發現。通過縝密地分析後，倫琴認為：它肯定不是陰極射線，因為它能穿透玻璃、遮光的黑紙和人的手掌，其能量是很大的，而陰極射線不可能穿透玻璃，這或許是壹種人們未知的射線。
於是，他為了弄清射線的性質，又做了壹系列的試驗：
用壹塊木片放在玻璃管和熒光板之間，熒光板發光。
用塊鐵板放在玻璃管和熒光板之間，熒光板上只剩下微弱的壹點亮光；
用壹塊鉛板放在玻璃管和熒火板之間，熒光板無光；通過試驗發現，這種未知的射線能使包在黑紙中的照相底片感光。
倫琴對這壹神奇的現象了解得越來越多，但對它產生的原因、性質卻知道的很少。這使他預感到這是壹個神奇的未知領域，於是，他將這種射線命名為“X射線”。X在數學裏時常代表未知數，X光也有未知之光的意思。
1985年12月28日，倫琴在符茨堡大學醫學物理學會宣讀了《論壹種新的射線》的報告，並展示了他夫人的手骨照片。
1896年1月，倫琴關於X射線的第壹部專著出版了。
1901年，倫琴榮獲諾貝爾物理學獎。
1905年召開的第壹次國際放射學會上，正式命名X光為倫琴射線。
倫琴射線是在真空中的波長為10-6～10-10厘米的電磁波。它是高速電子受到激發後產生的。
科學發現是偉大的，它為人類文明的進步開辟了道路；但科學家的偉大人格更是科學與社會取得突飛猛進的無比巨大的精神力量。正因為大家看到了X射線的潛在價值，當時，壹些商人提出以巨款購買專利，被倫琴斷然拒絕。他認為，X射線是天然存在的，只是偶然被自己發現了，怎麽能作為私產出賣呢？不久，他就公布了自己的全部研究成果，並參與指導醫生進行X射線的醫用研究。
X射線的發現，為電子論的創立提供了有力的實驗證據，這是科學上的壹次大革命。這壹發現不僅為現代實驗物理學和理論物理學開辟了新的研究途徑，而且為普通實用醫學和特殊的外科手術提供了價值極高的可靠工具，比如電磁波的提出和X光透視機的使用等等，都要歸功於X射線的發現。
時至今日，X射線作為壹門學科，已經相當古老了，但它並沒有退出科學研究的歷史舞臺。例如，在研究天體演化問題時，X射線分析方法仍舊是天體物理學家手中的壹個相當有力的工具。
值得壹提的是，美國特夫茨大學教授A.M·馬克與英國電子工程師C·N·杭斯菲爾德合作，創造了壹種嶄新的醫療上的診斷技術——“X射線層析圖像技術”，這就是我們今天所熟悉的“CT”。他們二人也因此而分享了1979年諾貝爾生理學和醫學獎。
在科學史上，壹個重要自然現象的發現，往往會在壹個乃至幾個科學技術領域中產生壹系列連鎖反應。因此，它所產生的社會效益將是不可估量的。倫琴的科學發現，為諾貝爾物理學獎金獲得者樹立了光輝的榜樣，並對他們產生了非常深遠的影響。
1901年，倫琴榮獲首屆諾貝爾物理獎。為了紀念這位偉大的科學家，1928年在瑞典斯德哥爾摩召開的國際輻射單位與測量委員會第二次會議上，把射線的計量單位命名為“倫琴”，簡稱為“倫”。
X射線的發現對科學研究和社會生活都產生了重大影響。由於當時沒有人能夠解釋它的發射機制，因此使它蒙上了壹層神秘的色彩。