X射线管的管壳封出一个高真空腔体，并在腔体封装阳极和阴极，管壳内具有足够高的机械强度和电绝缘强度。作为核心部件的X射线管在将高压发生器供给的高压电能量大部分损耗为热能的同时，发射出控制系统设定剂量的射线束。采用的发射机理是热电子发射，产生的阳极电子在高电压的激励下加速，以较高的速度撞击阳极而射出X射线。工业射线检测用X射线管的管壳主要采用玻璃与金属或是陶瓷与金属制做，采用玻璃与金属制做的管壳的X射线管被称为玻璃X射线管。采用陶瓷与金属制做管壳的X射线管分为两类，金属陶瓷射线管和波纹陶瓷射线管。金属陶瓷管是以不锈钢代替玻璃管壳用陶瓷材料绝缘，其主要特点是结构牢固使用寿命长。波纹陶瓷管也是广泛应用的一类X射线管，与金属陶瓷管具有类似的特点。在工业射线检测中使用的还有一种X射线管就是微焦点X射线管，这是一类特殊结构的射线管，管的焦点尺寸可以小到几微米。它采用了一套电子聚焦系统，可以形成很细的电子束。微焦点X射线管的工作电压比较低，管电流也小于普通射线管。