is een luchtledig gepompte buis, die twee electroden bevat, waartussen men een zeer hoge spanning aanbrengt. De negatieve electrode (kathode) moet electronen uitzenden en is daarom uitgevoerd in de vorm van een gloeispiraal (zie electronen-emissie).
De gloeistroom hiervoor wordt van een voedingstransformator verkregen. De positieve electrode heet antikathode, ofschoon de algemeen gebruikelijke naam voor de positieve electrode: anode, tegenwoordig meer gebruikelijk is. De antikathode is een stuk massief rood koper, waarin een pastille van wolfraam is ingelegd. Deze pastille wordt tijdens het bedrijf witgloeiend. Men kiest voor dit materiaal wolfraam, omdat het een hoog atoomnummer heeft (groot rendement, harde straling), omdat het een zeer hoog smeltpunt heeft en weinig verdampt. Men legt deze pastille in koper ten behoeve van de snelle warmte-afleiding. Deze warmte wordt vervolgens door koelribben aan de lucht medegedeeld of door water of isolatie-olie opgenomen.Voor het onderzoek der materie (zie Röntgendiagrammen) gebruikt men dikwijls koper of molybdeen, om een monochromatische straling van gewenste eigenschappen te verkrijgen. Voor buizen van groot vermogen laat men ook wel de anode draaien, zodat de electronenbundel voortdurend op een andere plek valt (draaianode). Bovendien moet de anode nog worden gekoeld.
De eerste buizen bestonden volledig uit glas, tegenwoordig bestaat de wand voor een groot gedeelte uit metaal en heeft men slechts zoveel glas overgehouden als nodig is voor de isolatie tussen kathode en antikathode. Om de gehele buis wordt nog een metalen mantel gelegd, die met de aarde verbonden is, zodat door aanraking geen ongelukken kunnen gebeuren. De plek, waar de Röntgenstralen uittreden, heet het venster. De hoge spanning, vereist voor de Röntgenbuis, wordt verkregen met behulp van een hoogspanningstransformator, waarvan de secundaire spanning wordt gelijkgericht en afgevlakt met condensatoren.
