在1895年以前，由陰極射線管產生的X射線在實驗裏已經存在了30多年，在射線發現前，不斷有人抱怨，放在陰極射線管附近的照片底片模糊或感光。如1879年的克魯克斯，1890年的古德斯比德等人，但發現X射線的卻是德國物理學家“威廉-倫琴”
1895年11月8日，德國物理學家倫琴(1845—1923年)，在壹次實驗中將陰極射線放電管包上厚厚的黑紙，防止外部光線擾亂陰極射線。然而，他註意到在離射線管1米遠的地方，有個氰化鋇做成的熒光屏，這個熒光屏隨陰極射線管的每次放電，壹閃壹閃地發光。倫琴把熒光屏挪至遠處，它照樣閃光;他又在陰極射線放電管和熒光屏之間放上書、木板和鋁片，熒光屏還是閃光;只有在它們之間放上鉛塊或厚厚的鐵板時，閃光才會消失。顯然，陰極射線管中發出的是壹種穿透力很強的射線，但不會是陰極射線。
在實驗室裏，倫琴連續工作了6個星期，仔細地研究這種射線與加在放電管上電壓的關系，研究各種物體對這種射線的吸收特性，以及射線在各個方向的強度分布。他將手掌放在陰極射線管和熒光屏之間，熒光屏清晰地顯現出手掌的骨骼。這種射線還會使相片底片感光，他用感光膠片拍攝他夫人帶有戒指的纖細的手，結果照片不再富有詩意，那上面的手指就像是骷髏的指骨套有壹件不相幹的金屬圈。隨後，他向外界公布了自己的研究結果，那張不可思議的照片尤其令世人大為震驚。
倫琴把來歷不明的這種射線稱為“X射線”，因為在數學中人們習慣用“X”代表未知數。今天，人們知道“X射線”是發自陰極的電子在電場中加速後打在物體上突然減速輻射的電磁波。
利用X光，人們能夠看到身體內部的許多組織結構，發現骨骼的意外損傷和嵌入身體的金屬彈片，從而，可以幫助醫生診斷疾病。X光有著巨大的實用價值，然而倫琴沒有為自己申請技術專利，他希望全世界的人都能夠利用它，因而，X光技術迅速地普及至世界各地，有力地推進了醫學進步。
倫琴在1901年獲得首次頒發的諾貝爾物理學獎，然而，他晚年仍然過著貧困的生活，並在德國大蕭條的歲月中寂寞地死去。