X射線發生器由X射線管、高壓發生器、管壓和管流穩定電路以及各種保護電路等部分組成。
現代衍射用的X射線管都屬于熱電子管，有密封式和轉靶式兩種。前者最大的功率在2.5KW以內，視靶材料的不同而異；后者是為獲得高強度X射線而設計的，一般功率在10KW以上，目前常用的有9KW、12KW和18KW幾種。
X射線管實質上是一個真空二極管。工作原理：給陰極加上一定的電流被加熱時，便能放出熱輻射電子。在數萬伏特高壓電場的作用下，這些電子被加速并轟擊陽極（又被稱為靶）。陽極靶面上受電子束轟擊的焦點呈細長的矩形狀（稱線焦點或線焦斑），從射線出射窗中心射出的X射線與靶面的掠射角為3°-6°。從出射方向垂直焦斑長邊的兩個出射窗口觀察，焦斑呈線狀的稱為線光源；從另外兩個出射窗口觀察，焦斑如點狀稱為點光源。在衍射儀每次安裝管子時，必須辨別所使用X射線出射窗口是否為線焦點方向。此外，還要求測角儀相對于靶面平面要有適當的傾斜角。