特性放射は、X線生成に関連するエネルギー放出の一種です。 このエネルギー放出は、移動が速い電子がK殻電子と衝突し、k殻内の電子が放出されるときに起こる（入射電子のエネルギーがK殻電子の結合エネルギーよりも大きければ）。 外殻電子はこの穴を埋める（L殻、M殻などから）。 )単一のx線光子の放出と,時には特性光子と呼ばれます,遷移に関与する外側と内殻電子の間のエネルギー準位の差に相当するエネルギー準位を持ちます.

ブレムシュトラールング放射の連続スペクトルとは対照的に、特性放射は線スペクトルで表されます。 各元素は離散的なエネルギーレベルで電子の特定の配置を有するので、そのような相互作用から生じる放射は、関与する元素の「特性」であることが理解

例えば、タングステンターゲットでは、L殻からK殻への電子遷移は、57.98および59.32keVのx線光子を生成する。 2つのエネルギー準位は、原子中の半整数スピン（電子のような）の2つの粒子が同時にまったく同じエネルギー状態を占めることができないというパウリ排除原理の結果であるため、K殻は2つの異なるエネルギー状態、L殻8つの状態などを表している。

電子がL殻からK殻に落ちる（カスケードする）とき、放出されるx線はK α x線と呼ばれます。 同様に、電子がM殻からK殻に落ちると、放出されるx線はKベータx線1と呼ばれます。 しかし、M-L遷移などを持つことは可能ですが、その可能性は非常に低く、無視しても問題ありません。

各元素は核結合エネルギーが異なり、特性放射は特定の元素の結合エネルギーに依存する。

特性放射は孤立して存在することはなく、線スペクトルは通常、bremsstrahlung放射の連続スペクトルに重畳される。