当高速电子与靶原子发生碰撞时，会改变其原有的轨迹，并且慢下来。同时发出X射线，其能量等于高速电子碰撞前后的能量差。

由于每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同，所以各相互作用对应的辐射损失也不同，因而发出的X 射线光子的能量也互不相同。大量的X射线光子组成了具有频率连续的X 射线发射谱——就像各种颜色的单色光混合而成白光一样——所以这种原理所产生X射线称为白色X射线（也称连续谱）。

高速电子将靶原子的内层轨道电子撞出，使之离开原子成为自由电子，便会在内层轨道产生一个临时的电子空位，外层的电子就会立即将这个内层轨道空位填充。轨道电子从外层向内层跃迁的同时会发出X射线，其能量就等于这两个轨道能级之差。

由于靶原子的各轨道电子能级是确定的，所以产生的X射线能量也是固定的，并且仅取决于靶原子本身的特征；故通过这种原理产生的X射线也称为标识X射线（也称标识谱）。

任何一种靶材料都会同时产生白色X射线和标识X射线。在无损检测应用中，样品本身各种材质都有，所以一般会选择产生白色X射线较多的钨靶。而在用于分析物质成份的X射线荧光分析应用中，则更多会选择比较容易产生标识X射线的钼靶。

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