本发明的碳纳米阴极场发射X射线管，包括上端设散热器、下端设接线管的真空容器，散热器与阳极靶组件上端连接，阳极靶组件的高压通过散热器引入，阳极靶组件通过过渡环与阳极封接件连接，阳极封接件与真空容器密封连接，阳极靶组件下端成角度地设置靶面，阳极靶组件下端外围设有阳极帽，阳极帽一侧设出射窗，真空容器下端通过阴极封接件与芯柱连接，芯柱上端设碳纳米阴极，芯柱通过固定螺钉与阴极罩固定连接，碳纳米阴极采用真空包装储存，组装前保持超净环境，碳纳米阴极在装管过程中采用特殊真空工艺进行处理，独特的阴极聚集结构实现焦斑电子束输出。本发明具有高电压、高穿透的特点，能够产生高穿透的X射线，广泛用于安检、医疗诊断、探伤。