X光的發現歸功於德國物理學家威廉·康拉德·倫琴（Wilhelm Conrad Röntgen）。他在1895年11月8日進行陰極射線實驗時意外發現了這種新的射線形式。
倫琴的實驗設置包括一箇真空管和附近的熒光物質。當電流通過真空管時，即使管子被厚紙包裹，遠處塗有氰化鉑的熒光屏仍然會發光。通過一系列實驗，倫琴證明這種射線具有穿透力，能夠穿透紙張、木材、橡皮等物質，但被金屬和骨骼阻擋。倫琴將這種新射線稱爲“X射線”（X射線），其中的“X”代表未知，因爲當時對該射線的性質一無所知。
X射線的發現開啓了醫學上放射診斷及放射治療的新領域。例如，倫琴用X射線拍攝了他夫人的手的照片，顯示出手的骨骼結構。此後，X射線在醫學診斷中得到了廣泛應用，尤其是在透視和診斷骨骼疾病方面。