自倫琴發現X射線后，人們便開始對X射線大量研究。X射線的性質往往表現為以下幾個方面：能使膠片感光（X光片）、照射金屬晶體等物質時能夠產生熒光發射（閃爍計時器的閃爍體可進行定量計算）、電離作用（正比計算器）、折射率幾乎為1（不能想普通光那樣利用折射現象將X射線聚焦）、具有衍射現象（XRD基于此實現，分光晶體）、穿透能力強（能量大，達到一定量對人體有不可逆損傷）、不受電場/磁場的影響等。
X射線強度是指幾乎平行的X射線光束1S內透過與其垂直的1平方厘米平面面積的能量（單位為倫琴），在XRF分析中以單位時間內通過計數器窗口的入射X射線的光量子數的強度表示（Kcps, kilol counts per second）。
X射線照射到物質時，物質中所含元素特有的波長的X射線熒光得到激發與發射。除此以外，還有不依存物質內元素的散射線湯姆遜散射線（彈性散射）和康普頓散射線（非彈性散射），并成為XRF的本底（背景），此外還有還有大量的入射X射線轉換成光電子和熱能。