a jellemző sugárzás a röntgensugárzás szempontjából releváns energiakibocsátás típusa. Ez az energiakibocsátás akkor következik be, amikor egy gyorsan mozgó elektron ütközik egy K-héj elektronjával, a K-héjban lévő elektron kilökődik (feltéve, hogy a beeső elektron energiája nagyobb, mint a K-héj elektron kötési energiája), egy lyukat hagyva maga után. Egy külső héj elektron kitölti ezt a lyukat (az L-héjból, az M-héjból stb. ) egyetlen röntgensugaras foton kibocsátásával, amelyet néha jellegzetes fotonnak is neveznek, amelynek energiaszintje megegyezik az átmenetben részt vevő külső és belső héj elektron közötti energiaszint-különbséggel.

a bremsstrahlung sugárzás folyamatos spektrumával szemben a jellegzetes sugárzást egy vonalspektrum képviseli. Mivel minden elemnek egyedi elektron-elrendezése van diszkrét energiaszinten, akkor belátható, hogy az ilyen kölcsönhatásokból származó sugárzás az érintett elemre jellemző.

például egy volfrám célelektron átmenet az L-héjból a K-héjba 57,98 és 59,32 keV röntgensugaras fotonokat eredményez. A két energiaszint a Pauli kizárási elv amely kimondja, hogy egy atomban két fél egész spin részecske (például elektron) nem foglalhatja el pontosan ugyanazt az energiaállapotot egyszerre; ezért a K-héj két különböző energiaállapotot képvisel, az L-héj nyolc állapotot és így tovább.

amikor egy elektron esik (kaszkádok) az L-héjból a K-héjba, a kibocsátott röntgen a K-alfa röntgen. Hasonlóképpen, amikor egy elektron az M-héjból a K-héjba esik, a kibocsátott röntgensugarat K-béta röntgensugárzásnak nevezik1. Lehetséges azonban, hogy M-L átmenetek és így tovább, de valószínűségük olyan alacsony, hogy biztonságosan figyelmen kívül hagyhatók.

minden elem különbözik a nukleáris kötési energiákban, és a jellegzetes sugárzás az adott elem kötési energiájától függ.

a jellemző sugárzás soha nem létezik elszigetelten, és a vonalspektrumok általában a bremsstrahlung sugárzás folyamatos spektrumain helyezkednek el.