Характеристичні спектри, лінійчаті рентгенівські спектри, викликані електронними переходами на внутрішньої оболонки (шари) атомів. Довжини хвиль Х. с. лежать в інтервалі від 10 -2 нм до 5×10 нм і, згідно Мозлі закону, залежать від атомного номера елементу. Вони не виявляють періодичних закономірностей, властивих оптичним спектрам, що пояснюється схожою будовою внутрішніх електронних оболонок всіх елементів.
Х. с. виникають при збудженні атомів рентгенівськими фотонами або прискореними електронами. При цьому вибивається один з внутрішніх електронів, наприклад з До -оболочки атома, і в ній з'являється вакансія, яка заповнюється під час переходу електрона з L- , М- або більш за високо лежачу оболонку з випусканням рентгенівського фотона визначеної частоти. Сукупність ліній, що виникають при переходах електронів з вищерозміщених оболонок на K- , L- і т.д. оболонки, називається, відповідно, K- , L- і т.д. серіями. Усередині серії лінії прийнято позначати індексами а, b, g і т.д. Наприклад, лінія переходу L ® K позначається До а (див. мал.(малюнок) 1 в ст. Рентгенівські спектри ). Дискретність, властива Х. с. випускання, виявляється і в спектрах поглинання рентгенівських променів (см. мал.(малюнок) ).