Рентгеновские лучи используются в радиологии, науке по применению рентгеновских лучей, в медицине для просвечивания и съемки внутренних органов тела. Они применяются также для уничтожения опасных клеток и опухолей в теле, но следует отметить, что здоровые клетки также погибают при неправильном применении этого опасного излучения. Рентгеновские лучи могут применяться для нахождения трещин в металлических отливках, этот метод основывается на полном внутреннем отражении.

На рисунке представлена рентгеновская трубка, в которой электроны, образованные в результате термоэлектронной эмиссии в нити накаливания, ускоряются до очень высоких скоростей большой разностью потенциалов между анодом и катодом (от нескольких киловольт до нескольких сотен киловольт). Эти электроны высокой энергии ударяются о металл мишени (например, вольфрам), высвобождая энергию в форме тепла (внутренняя энергия), света и рентгеновских лучей. Количество произведенной тепловой энергии достаточно велико, и поэтому через анод должна прокачиваться охлаждающая жидкость (масло), чтобы не допустить его плавления. Вдобавок трубка снабжается охлаждающими ребрами с большой площадью поверхности, чтобы рассеивать тепло в окружающую среду.

Температура нити накаливания определяет число электронов, выпущенных в секунду, и, следовательно, количество образующихся рентгеновских лучей. Разность потенциалов в камере контролирует частоту рентгеновских лучей и, таким образом, определяет их проникающую способность (чем выше разность потенциалов, тем больше частота рентгеновских лучей и, следовательно, тем больше их проникающая способность).

Все рентгеновские лучи, кроме наиболее проникающих, могут быть поглощены листом свинца толщиной в несколько миллиметров, поэтому для безопасности рентгеновская трубка окружается свинцовым экраном. Рентгеновские лучи появляются через маленькое «окно» в свинцовом экране.

γ - Лучи (гамма-лучи)

Гамма-лучи имеют диапазон длин волн примерно от 5х10^-11 м до 10^-15 м и менее и по длине волн перекрывают диапазон рентгеновских лучей. Эти лучи испускаются из ядра радиоактивного нуклида, такого, например, как кобальт-60. Они  могут быть обнаружены при помощи трубки Гейгера-Мюллера, а также при помощи фотопластинок или фотопленок. Гамма-лучи применяются для уничтожения раковых клеток, но их следует применять с осторожностью, поскольку они также могут, уничтожать и здоровые клетки.