固定陽極X射線管是常用X射線管中較簡單的一種，其結構由陽極、陰極和固定兩極并保持玻璃管內高真空的玻璃殼等三部分組成。

陽極由陽極頭、陽極帽、玻璃圈和陽極柄構成。陽極的主要作用使由陽極頭的靶面（一般選用鎢靶）阻擋高速運動的電子流而產生X射線，并將由此產生的熱量輻射或者通過陽極柄傳導出去，同時也吸收二次電子和散亂射線。鎢合金X射線管工作中產生X射線僅僅利用了不到高速運動電子流1%的能量，因此散熱是X射線管很重要的問題。陰極主要由燈絲、聚焦罩（或者稱為陰極頭）、陰極套和玻璃芯柱等組成。轟擊陽極靶的電子束，就是靠熱陰極的燈絲（一般都是鎢絲）發(fā)射出來，在鎢合金X射線管高電壓加速下經聚焦罩（陰極頭）聚焦形成的。高速運動的電子束撞擊陽極靶而突然受阻則產生了某段能量連續(xù)分布的X射線（其中并有反映陽極靶金屬的特征X射線）。