Röntgenstrahlen werden heute in vielen Anwendungsfeldern eingesetzt, z. B. in der Forschung, für medizinische Abbildungen und Therapien, in der industriellen Radiographie uvm. Röntgenstrahlen können auf unterschiedlichste Weise erzeugt werden, entstehen aber auch durch radioaktiven Zerfall. Jede Röntgenquelle hat ihre spezifischen Eingenschaften:
| Quelle | Intensität | Quellgröße | Gerichtetes Licht? | Polarisiertes Licht? | Modulierte Intensität? |
| Radioaktive Isotope | gering | klein | nein | nein | nein |
| Sterne | gering | groß aber entfernt | ja (am Ort der Beobachtung) | teilweise | manchmal |
| Röntgenröhren | gering | Tischgerät | nein | nein | nein |
|
Synchrotrone |
sehr hoch | groß: eigenes Gebäude | ja | ja | periodische Pulse |
| Plasmaquellen | hoch | Tischgerät | nein | nein | Pulse |
Dies sind die wichtigsten Röntgenquellen. Es gibt weitere wie z. B. natürliche Lager von Radioisotopen oder wissenschaftliche Kuriositäten wie das "Klebeband-Röntgenlicht" wo gepulste Röntgenstrahlen niedriger Intensität durch Tribolumineszenz entstehen, wenn normales Büroklebeband von einer Oberfläche abgezogen wird.
Die mit technischen Röntgenquellen erzielten Intensitäten sind seit W. C. Röntgenseine erste Röntgenröhre gebaut hat extrem gestiegen. Mit der Erfindung des Synchrotrons und der freie Elektronen Röntgenlaser, die in wenigen Jahren in Betrieb gehen werden, ist die Brillanz der Röntgenquellen seit 1896 um den unglaublichen Faktor 1026 gestiegen (Abb. 1). Der technische Fortschritt ist in diesem Bereich geprägt von stetiger Weiterentwicklung und einzelnen großen Sprüngen vorwärts immer dann, wenn ein neues Grundprinzip genutzt wird.
Abb. 1: Über die Jahrzehnte steigende Spitzenbrillanz technischer Röntgenquellen1
1 Daten aus http://photon-science.desy.de