Röntgenka s žeravenou katódou je sklenená, silne vakuovaná trubica, ktorá obsahuje dve elektródy:
1. katódu
2. anódu
Katóda je tvorená vláknom z wolfrámu. Wolfram je použití preto lebo mechanicky je stáli a má vysoký bod tavenia. Rozžeravené vlákno katódy emituje elektróny. Množstvo emitovaných elektrónov závisí na teplote vlákna. Okolo katódy je fokusačná, alebo zaostrovacia miska. Jej polarita je rovnaká ako polarita emitovaných elektrónov, takže elektróny sa zhromaždia uprostred fokusačnej misky. Dnešné röntgenky majú dve katódy, alebo jedno delené. Bežne katódové vlákno má špirálovitý tvar. Prvá špirála je dlhšia, druhá kratšia.
Po nažeravení jednej špirály a po zapojení medzi katódu a anódu dopadne zväzok elektrónov na anódu. Pri zapojení kratšej špirály dopadnú elektróny na menší priestor ako pri zapojení dlhšej špirály. Pred zapojením katódy do vysokého napätia musí byť nažeravená na určitú teplotu. Prudkým zabrzdením kinetickej energie elektrónov priťahované k anóde plyvom elektrického poľa medzi katódou a anódou sa vyvinie rtg. žiarenie a teplo.
TEPELNÁ EMISIA ELEKTRÓNOV – elektróny vyletujú z katódy, tvorené špirálou z wolfrámového drótu, žeraveného na teplotu 2100 až 2400 0C. Emisia je udávaná v miliamperoch - ktoré sú presne určené podľa tzv. žeraviacých hodnôt. Aby boli dráhy emitovaných elektrónoch koncentrované do ohniska, na anódové dostičky je žeravená špirála uložená v dutine tzv. katódovej misky, ich steny vytvárajú vhodný tvar elektrostatického poľa. Elektróny sú záporné a vytvárajú vtedy v blízkosti špirály tzv. : PIESTOROVÝ NÁBOJ, ktorá spôsobí odpudivo na ďalšie emitované elektróny, z nich mnohé sa vtedy vrátia späť na katódu. Tým len určitá časť z emitovaných elektrónov putuje k anóde (ktorá má kladný potenciál a preto ich priťahuje, a to tým viac, čím má anóda silnejší vplyv na priestor v katódovej miske, čiže čim väčší je prenik.
Rentgenka s veľkým prenikom - všetky emitované elektróny putujú k anóde miliampery môžu citlivo regulovať zmenu žeraviaceho prúdu, a v súčastnosti zmena anódového napätí nemá na mA vplyv. U bežných röntgenkách nastáva tento prípad pri nízkych a vysokých kV.
Rentgenka s malým prenikaním – len malé percentá z emitovaných elektrónov putuje k anóde, miliampery nemôžu zvýšiť s zvyšovaním žeravenia, jedine len zvýšovaním anódového napätia. U bežných röntgenkách nastáva tento prípad pri veľmi nízkych kV a vysokých mA. Rtg.