根據經典電磁理論，運動的帶電粒子的運動速度發生改變時會向外輻射電磁波。實驗室中常用的X射線源便是利用這一原理產生的：利用被高壓加速的電子轟擊金屬靶，電子被金屬靶所減速，便向外輻射X射線。這些X射線中既包含了連續譜線，也包括了特征譜線。
1、連續譜線
連續光譜是由高能的帶電粒子撞擊金屬靶面時受到靶原子核的庫侖力作用，突然改變速度而產生的電磁輻射（如圖1）。由于在撞擊時，有的帶電粒子在一次碰撞中損失全部能量，有的帶電粒子同靶發生多次碰撞逐步損失其能量，直到完全喪失為止，因而產生的波長是具有連續分布的電磁波。因此，它也稱為韌致輻射、白色X射線或多色X射線。
2、特征譜線（光電效應）：
特征譜線的產生則是基于不同的機理：
a）入射X射線轟擊原子的內層電子，如果能量大于它的吸收邊，該內層電子被驅逐出整個原子（整個原子處于高能態，即激發態）。
b）較高能級的電子躍遷，補充空穴，整個原子回到低能態，即基態。
c）由高能態轉化為低能態，釋放能量。ΔE=Eh-El
d) 能量如果以X射線的形式釋放，則會產生X射線熒光。
特征譜線：每一個軌道上的電子能量是一定的，因此電子躍遷產生的能量差是一定的，釋放的X射線的能量也是一定的，而這個特定的能量與元素種類有關，即每個元素都有其特征譜線。
3、特征譜線系
特征光譜分為K、L、M…等譜系。
原子內K層電子被激發，外層電子躍遷到K層輻射出的X射線稱為K系特征X射線；L層電子被激發，外層電子躍遷到L層輻射出的X射線稱為L系特征X射線；……。
由于原子內層出現空時，電子可以從不同的外層躍遷到內層，輻射X射線的波長(或能量)是不一樣的，所以每一個譜系又由若干譜線所組成。例如K系中有Kα1、Kα2、Kβ1……等譜線
4、譜線相對強度
譜線相對強度是指在一特定譜線系中各譜線的強度比。例如Kα1/Kα2或Kβ/Kα等K系譜線的相對強度。
5、熒光產額
并非所有原子解激發的過程都會產生特征X射線，有些會產生俄歇電子。激發態原子回到基態時發射X射線熒光的幾率被稱為熒光產額。
熒光產額（ω）定義為在某一能級譜系下單位時間內從受激原子有效發射出的X射線熒光光子數（nK）與被激發的原子數（NK）之比。對K系譜線，有：
幾種元素的熒光產額（ω）列于表1中。原子序數越大，熒光產額越高。對輕元素，熒光產額很低，這也是利用XRF分析輕元素比較困難的主要原因之一。