รังสีเอกซ์ได้ถูกพัฒนานำไปใช้ในหลายสาขา เช่น

• การวิเคราะห์ลักษณะของอะตอมและการผลิตโดยอาศัยการเบี่ยงเบนของรังสีเอกซ์ (x-ray crystallography)
• การวิจัยทางดาราศาสตร์ที่อาศัยการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ที่มาจากวัตถุในวัตถุ (x-ray astronomy)
• การถ่ายภาพและผลิตภาพในขนาดเล็ก (x-ray microscopic analysis) รวมทั้งการตรวจหารอยร้าวขนาดเล็กในโลหะ
• การติดตามผลของตัวอย่างในการวิจัยโดยอาศัยคุณสมบัติของรังสีเอกซ์ (x-ray fluorescence) รวมถึงใช้ตรวจหาอาวุธปืนหรือระเบิดในกระเป๋าเดินทาง