X光管的工作原理主要涉及兩個電極——陰極和陽極，以及產生X射線的過程。以下是詳細介紹：
陰極（發射電子的燈絲）和陽極（接受電子轟擊的靶材）都密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內。
在工作時，陰極被加熱，發射出電子，這些電子在陰陽極之間的高電壓（幾千伏至幾十萬伏）作用下加速飛向陽極。
當這些高速電子撞擊陽極靶材（通常是鎢製成）時，它們的動能會轉化為輻射能，從而產生X射線。這個過程稱為軔致輻射。
產生的X射線通過管壁上的視窗輸出，這些視窗通常由對X射線吸收較小的材料製成，如鈹、鋁或輕質玻璃。
此外，改變燈絲電流的大小可以調節電子的發射量，進而控制X射線的強度和管電流。不同類型的X光管，如充氣管和真空管，其工作原理和結構有所不同。真空X光管在現代套用中更為常見，因為它們具有更高的效率和穩定性。