Gambar sinar-X pertama yang diambil oleh Röntgen dari tangan istrinya, Anna Bertha
Pada1895, saat mengadakan percobaan dengan aliran arus listrik dan tabung gelas yang dikosongkan sebagian (tabungsinar katode), Rontgen mengamati bahwa potongan barium platinosianida yang berdekatan melepaskansinar saat tabung itu dioperasikan. Ia merumuskan teori bahwa saatsinar katode (elektron) menembus dinding gelas tabung, beberaparadiasi yang tak diketahui terbentuk yang melintasi ruangan, menembusbahan kimia, dan menyebabkanfluoresensi. Pengamatan lebih lanjut mengungkapkan bahwakertas,kayu, danaluminum, di antara bahan lain, transparan pada bentuk baru radiasi ini. Ia menemukan bahwa itu memengaruhiplat fotografi, dan, sejak tidak secara nyata menunjukkan beberapa sifat cahaya, sepertirefleksi ataurefraksi, secara salah ia berpikir bahwa sinar itu tak berhubungan pada cahaya. Dalam pandangan pada sifat tak pasti itu, ia menyebut fenomena radiasi X, walau juga dikenal sebagairadiasi Rontgen. Ia mengambilfotografi sinar-X pertama, dari bagian dalam objek logam dantulang tangan istrinya.