球管主要是由管芯、管套、散熱器、絕緣油以及一些附屬配件等組成。其中管芯是球管的核心部件，它是由陽極和陰極組成。
一、緩沖管（Expansion Bellow）
球管工作發熱時，油的體積增大，起緩沖作用。（見右圖1）
二、機臂（Horn）
包含有連接給X-線發生裝置供電的高壓電纜的插座。（見右圖2）
三、燈絲/焦點（Filaments/Focal Spots）
目前X射線管幾乎都是選用鎢作為燈絲材料。因為鎢在高溫下有一定的發射能力；具有較高的熔點（3370℃），在高溫下也不易蒸發成氣體；其延展性和抗張性較好，便于加工，能拉成細絲而制成一定形狀；在強電場吸引下不易變形。由于受陽極靶面的比容量（1mm2的焦點面積上所散耗的功率）的限制，燈絲不能做得過小，因為固定陽極的X射線管的實際焦點面積很小，焦點過小會使發射的X射線量減少。為了獲得大量的X射線，燈絲必須加粗。這樣雖然焦點增大，使幾何模糊度提高，但X射線量增大強縮短曝光時間，避免因投照物的移動，而引的模糊度。
目前很多X射線管在同一陰極上配制大小不同的兩上燈絲而獲得大小焦點 ，稱為雙焦點X射線管。其燈絲有三根引線，一根為公用引線，其余二根分別為大、小焦點燈絲引線。
燈絲溫度上升至一定值后，開始發射電子、發射電子的數量取決于燈絲溫度的高低。
從圖中可以看出：燈絲溫度較低時，發射電子流密度較少，但當溫度升至一定值（2600°K）以后，發射電流密度增加極快，故在調整X射線管電流時應特別注意這一特點，即當燈絲電壓增至接近最大值時，稍微改變燈絲電壓，管電流將得到很大的變化。
四、球管窗口（Tube Port）
X線的出口，同時X線的瞄準儀也是安裝在這里。
五、玻璃芯棒（Tube Insert）
玻璃芯棒：X射線玻璃外殼是用來支撐陰、陽極和保持管內真空度的。通常多采用能耐高溫、絕緣強度高、膨脹系數小的以硅作為主要成分的硼酸硬質玻璃。X射線管內的真空度應保持在133.322×10-7Pa（10-7mmHg）以下，以保證燈絲的正常加熱和電子飛向陽極的速度。
六、定子（Stator）
厚重的陽極圓盤牢裝在軸承中旋轉的軸上，在同一軸上還裝有一個銅質圓柱，作為感應電子動的轉子，電動機的定子則套在X射線管玻殼的外面，流經定子繞組的電流建立起一個旋轉磁場，帶動轉子轉動，也就帶動了陽極旋轉，管子的陰極裝有卷成螺旋管狀的鎢燈絲，其位置偏離管子中心軸線。因此，在陽極旋轉時實際焦點沿著它的表面旋轉著，其軌跡為一圓環，這就使得所產生的熱量分布在一個連續運動著的環狀面上。焦點上單位面積所承受的熱量變小，就明顯提高了X射線管的功率，雖然實際焦點面積較大，但有效焦點卻很小，提高了X射線影像的清晰度。
七、陰極端（-）
陰極：X射線管的陰極是由燈絲、聚焦罩等組成，它的作用是發射電子，并使電子聚焦去轟擊陽極。
陽極端（+ ）
陽極：陽極靶的作用接受電子轟擊輻射X射線，同時將熱量散發出去。一般采用鎢作為陽極靶面的材料，它具的原子序數高、熔點高、高溫時蒸汽壓力低等優點。
這端是最接近陰極裝置的部分。
這是機架的末端最接近陽極裝置的部分。
八、耳軸區域（Trunnion Area）
球管供應商（如西門子、皮克、GE等廠家）在球管的四周為夾緊機架特意提供了一個耳軸環。這環能使球管機架安全放心地固定在球管安放處。
九、靶（Target）
陽極靶的作用接受電子轟擊輻射X射線，同時將熱量散發出去。一般采用鎢作為陽極靶面的材料，它具的原子序數高、熔點高、高溫時蒸汽壓力低等優點。
鎢靶面一般為正方形或長方形，厚度為1.5mm~3mm，鑲在導熱性能良好的無氧銅柱上。這樣不僅有較高的輻射性能，而且又能將熱量及時傳導出去。
陽極靶被電子束轟擊的面積叫實際焦點。為了減小幾何模糊度以便獲得清晰的圖像，要求縮小X射線的有效焦點，這可通過減小陽極靶面傾角達到這一目的。當然，從投照需要的角度出發要求有效焦點面越小越好，這樣必然要求實際焦點面積縮小。但在一定的陽極負載功率情況下，提高了靶面的比容量，不利于熱量擴散，因此傾角不宜小太。但也不能過大，陽極傾角過大將會增大有效焦點面積，使圖像模糊不清。
陽極靶面產生的二次電子，除對燈絲和玻殼造成危害外，還向各方散射，使陽極靶面外的地方產生X射線，這種非焦點X射線會影響影像的清晰度。因此在陽極端加上一個用無氧銅制成的金屬罩，稱為反跳罩。罩的軸向有一開口是讓陰極電子速通過的；側面上的開口是X射線出口。
這樣就使陽極的鎢靶面銅柱體、反跳罩組成一體，通過與玻璃膨脹系數相近的鐵鎳鉆合金和玻殼封接后通至管外。
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