Röntgen'in keşfi, fizikçi Wilhelm Conrad Röntgen’in katot ışınlarının camdan geçip geçmediğini test ettiği Almanya'nın Würzburg kentindeki laboratuvarında meydana gelmiştir. Röntgen, kimyasal olarak kaplanmış bir ekrandan gelen bir parıltıyı fark etmiş, tesadüfen meydana gelen bu parlamaya neden olan ışınlara, bilinmeyen yapıları nedeniyle X-ışınları adını vermiştir. X-ışınları, ışık ışınlarına benzer şekilde hareket eden, ancak ışık dalga boylarından yaklaşık 1000 kat daha kısa dalga boylarında elektromanyetik enerji dalgalarıdır. Fizikçi Röntgen, laboratuvarına kapanmış ve keşfini daha iyi anlamak için bir dizi deney yapmıştır. X-ışınlarının insan etine nüfuz ettiğini, ancak kemik veya kurşun gibi daha yüksek yoğunluklu maddelere nüfuz etmediğini ve bunların fotoğraflanabileceğini öğrenmiştir.
1897’de gerçekleşen Balkan Savaşı sırasında askeri bir savaş alanında, hastaların içindeki mermileri ve kırık kemikleri bulmak için X-ışınları ilk kez kullanılmıştır. Bilim insanları, X ışınlarının faydalarını anlamakta hızlıydılar, ancak radyasyonun zararlı etkilerini anlamakta daha yavaştılar. Başlangıçta, X ışınlarının etten ışık kadar zararsız bir şekilde geçtiğine inanılmıştır. Bununla birlikte, birkaç yıl içinde araştırmacılar, X-ışınlarına maruz kaldıktan sonra yanık ve cilt hasarı vakalarını bildirmeye başladılar ve radyosyon etkisi olduğunu keşfettiler. Wilhelm Röntgen, 1901'de fizik alanındaki ilk Nobel Ödülü de dahil olmak üzere çalışmaları için çok sayıda övgü aldı, ancak yine de mütevazı kaldı ve buluşunun patentini asla almaya çalışmadı. Günümüzde X-ray teknolojisi tıpta, malzeme analizinde ve havaalanı güvenlik tarayıcıları gibi cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
