Với những tính chất đặc trưng, tia X có vai trò quan trọng trong đời sống và trong khoa học, bởi nó có tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực, như: y học (chụp ảnh X-quang, chụp ảnh cắt lớp, điều trị ung thư…), công nghiệp (phát hiện tạp chất, khuyết tật của sản phẩm,...), thiên văn học (nghiên cứu các vật thể vũ trụ,...), kiểm tra an ninh,...