Ominaissäteily on Röntgentuotannon kannalta merkityksellinen energiapäästötyyppi. Tämä energiapäästö tapahtuu, kun nopeasti liikkuva elektroni törmää K-kuoren elektroniin, k-kuoren elektroni sinkoutuu (edellyttäen, että tapahtuman elektronin energia on suurempi kuin K-kuoren elektronin sidosenergia) jättäen jälkeensä ”reiän”. Ulkokuoren elektroni täyttää tämän reiän (L-kuoresta, M-kuoresta jne. ), jossa on yhden röntgenfotonin emissio, jota joskus kutsutaan ominaisfotoniksi ja jonka energiataso vastaa siirtymiseen osallistuvan ulomman ja sisemmän kuoren elektronin energiatasoeroa.

erotuksena bremsstrahlung-säteilyn jatkuvasta spektristä ominaissäteilyä edustaa viivaspektri. Koska jokaisella alkuaineella on erityinen elektronien järjestely diskreetillä energiatasolla, voidaan ymmärtää, että tällaisista vuorovaikutuksista syntyvä säteily on kyseessä olevan alkuaineen ”ominaisuus”.

esimerkiksi volframin kohdeelektronissa siirtymät L-kuorelta K-kuorelle tuottavat röntgensäteiden fotoneja 57,98 ja 59,32 keV. Nämä kaksi energiatasoa ovat seurausta Paulin poissulkuperiaatteesta, jonka mukaan mitkään kaksi puoliluvun Spinin hiukkasta (kuten elektronit) atomissa eivät voi miehittää täsmälleen samaa energiatilaa samaan aikaan; siksi K-kuori edustaa kahta eri energiatilaa, L-kuori kahdeksaa tilaa ja niin edelleen.

kun elektroni putoaa (ryöppyää) L-kuorelta k-kuorelle, emittoituvaa röntgensäteilyä kutsutaan K-alfa-röntgensäteilyksi. Vastaavasti kun elektroni putoaa M-kuorelta k-kuorelle, emittoituvaa röntgensädettä kutsutaan K-beta x-ray1: ksi. On kuitenkin mahdollista saada M-L siirtymät ja niin edelleen, mutta niiden todennäköisyys on niin pieni, että ne voidaan turvallisesti sivuuttaa.

jokainen alkuaine eroaa ydinenergialtaan, ja ominaissäteily riippuu tietyn alkuaineen sidosenergiasta.

Karakteristista säteilyä ei ole koskaan olemassa eristyksissä, ja viivaspektrit ovat yleensä päällekkäin bremsstrahlung-säteilyn jatkuvien spektrien kanssa.