當(dāng)給X射線管的燈絲通以電流，使其加熱到白熾狀態(tài)時(shí)，燈絲表面就發(fā)射出自由電子。與此同時(shí)，在X射線管的兩端加上數(shù)十千伏以上的高壓電（陽(yáng)極為正，陰極為負(fù)），使X射線管內(nèi)形成了強(qiáng)電場(chǎng)，它將迫使燈絲表面及其附近的電子飛出陰極，并以極大的加速度流向陽(yáng)極，當(dāng)其碰撞到陽(yáng)極靶時(shí)，電子被突然阻止運(yùn)動(dòng)，而失去他們的動(dòng)能，約99%的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?%左右的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線。
 由陰極燈絲流向陽(yáng)極的自由電子形成了一束電子流，稱為管電流。管電流的大小取決于燈絲發(fā)射出的自由電子數(shù)量，由陰極流向陽(yáng)極的電子越多，則管電流越大，單位時(shí)間內(nèi)撞擊陽(yáng)極靶的電子越多，則相應(yīng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的X射線光量子也越多，即X射線的強(qiáng)度越大。燈絲發(fā)射出自由電子的數(shù)量取決于燈絲的溫度，燈絲的溫度越高，則發(fā)射出的電子越多，燈絲加熱是由燈絲變壓器供給的。通過控制調(diào)節(jié)來改變燈絲變壓器的電壓，即改變燈絲的加熱電流，達(dá)到調(diào)節(jié)管電流的目的。
 調(diào)節(jié)管電流，可改變X射線強(qiáng)度，只要管電壓不變，不管X射線強(qiáng)度的高低，X射線的波長(zhǎng)分布則保持恒定不變。
 加在X射線管陽(yáng)、陰極兩端的電壓稱為管電壓，它能建立強(qiáng)電場(chǎng)，控制自由電子的動(dòng)能。管電壓越高，撞擊陽(yáng)極靶的電子動(dòng)能越大，產(chǎn)生X射線的能量就越高，其波長(zhǎng)就越短，穿透物質(zhì)的能力則越強(qiáng)。
 管電壓是由高壓變壓器供給的，通常高壓變壓器的二次繞組與X射線管兩極相連；一次繞組經(jīng)過調(diào)壓器（或晶閘管調(diào)壓）與電源相連。通過控制調(diào)節(jié)一次電壓，從而改變二次電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)管電壓的目的。
 隨著管電壓的提高，流向陽(yáng)極電子速度加快，單位時(shí)間內(nèi)達(dá)到陽(yáng)極靶面的電子數(shù)量增多，產(chǎn)生X射線的強(qiáng)度也相應(yīng)地提高。但提高管電壓的目的，主要是為了獲得高能量即短波長(zhǎng)的X射線，以提高其穿透物質(zhì)的能力。