Der Bereich der Röntgenstrahlung reicht von Wellenlängen mit \(1\,\rm{nm}\) bis zu Wellenlängen von \(30\,\rm{pm}\). Bei noch kürzeren Wellenlängen, bzw. höheren Energien geht die Röntgenstrahlung fließend in den Bereich der Gammastrahlung über.
Röntgenstrahlung wurde erstmals 1895 von Conrad Wilhelm RÖNTGEN (1845 - 1923) bei Experimenten mit Vakuumröhren entdeckt und untersucht. Eine Woche nach der mehr zufälligen Entdeckung machte er die in Abb. 2 gezeigte Aufnahme der Hand seiner Frau, bei der man deutlich die Knochen und denn Ehering erkennt. Er nannte die Strahlung "X"-Strahlung, wie sie auch heute noch im Englischen genannt wird ("X-Ray"). Nur im deutschsprachigen Raum gab man ihrem Entdecker zu Ehren den Namen Röntgenstrahlung.
Röntgenstrahlung wird wegen ihres guten Durchdringens des Körpers in der Diagnostik verwendet, zum Beispiel um Knochenbrüche oder Verschleißerscheinungen in Gelenken zu untersuchen (Abb. 3). Auch beim Zahnarzt kommen Röntgenstrahlen zum Einsatz: Die Röntgenstrahlung durchdringt das weichere Körpergewebe sehr gut, Knochen und Zähne absorbieren dagegen die meiste Strahlung. Dadurch entstehen Schatten, die man gut abbilden kann.
So gut Röntgenstrahlung unseren Körper durchdringt, so wird sie doch durch die Luftschichten unserer Atmosphäre absorbiert. Dies ist sehr gut für unsere Gesundheit, da wir dadurch durch die kosmische Röntgenstrahlung nicht geschädigt werden. Röntgenaufnahmen von astronomischen Projekten sind aber vom Erdboden nicht machbar. Deshalb werden die aufwendigen Röntgendetektoren, mit Satelliten aus der Atmosphäre heraus gebracht, damit man von deren Umlaufbahn das Weltall mit Röntgenaugen beobachten kann.
Ein Röntgenbild unserer Erde zeigt deutlich starke Röntgenemission im Polarbereich. Ursache für diese Röntgenemission sind die von der Sonne kommenden schnellen Protonen und Elektronen, die hier in die Ionosphäre der Erde eintreten. Aufgrund der abschirmenden Wirkung des Erdmagnetfeldes geschieht dies nämlich nicht überall in gleichem Maße, sondern verstärkt ab den Polen. Dies erklärt auch, warum Polarlichter eben nur im Bereich der Pole des Erdmagnetfeldes auftreten. Diese Röntgenstrahlung ist für uns nicht gefährlich, da sie von tieferen Luftschichten der Atmosphäre absorbiert wird, aber sie ist aus dem All gut messbar (vgl. Abb. 5).
Unsere Sonne strahlt ebenso im Röntgen-Bereich, wie die Aufnahme der Sonne in Abb. 6, die im Röntgen-Bereich vom Satelliten GOES-SXIaufgenommen wurde, zeigt. Bei Sonneneruptionen werden aus einzelnen Bereichen der Sonne vermehrt starke Röntgenstrahlen ausgesendet.
Auch andere kosmische Objekte, wie z.B. Kometen geben Röntgenstrahlung ab, wie das Bild des Satelliten ROSAT (Röntgen-Satellit) in Abb. 7 zeigt.
Abb. 8 zeigt die Reste einer Supernovaexplosion in der kleinen Magellan'schen Wolke. Das Bild ist eine Falschfarben-Aufnahme, die aus zwei einzelnen Bildern zusammengesetzt wurde. Blaue Farben kennzeichnen Röntgenstrahlen, rote Farben markieren den sichtbaren Bereich des Spektrums.