X射線發生器由X射線管、高壓發生器、管壓和管流穩定電路以及保護電路等組成。這里著重介紹X射線管。X射線管的實質是個真空二極管，其陰極是鎢絲，陽極為金屬片。在陰極兩端加上電流之后，鎢絲發熱，產生熱輻射電子。這些電子在高壓電場作用下被加速，轟擊陽極（又稱靶），產生X射線（此過程產生大量熱量，為了保護靶材，必須確保循環水系統工作正常）。
常見的陽極靶材有：Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, W,最常用的是Cu靶。常用靶材的標識X射線的波長和工作電壓如下表所示：
X射線衍射中，Kα，Kβ具體代表什么？
X射線管發生出來的不是純凈的單色光，包含多種波長的射線，最主要的是K系射線。K系射線是指陰極電子碰撞陽極，使陽極電子產生K 激發，擊走K 層電子后，L層或M 層電子填充K 層電子而產生的X 射線。
K 系射線又可以細分為 Kα（L 層電子填充）和 Kβ（M 層電子填充）兩種波長略有差異的兩種射線。而 X 射線衍射儀要求使用單色 X 射線。因此，需要在 XRD 測試時把后者除掉，傳統的方法是在光路上加入一個濾波片（如 Ni）。
現在一般使用銅靶，在光路上增加一個石墨晶體單色器來去除 Kβ射線。單色器可以去除衍射背底，也可以去除 Kβ射線的干擾。Cu的特征譜線波長為：Kα1(1.54056 ?)，Kα2 (1.54439 ?)，Kβ1 (1.39222 ?)。對于銅靶，Kα波長取Kα1與Kα2的加權平均值，其值為1.54184??(布拉格方程和謝樂公式中的λ)。