一种X射线发射装置,包括:控制电路及多个独立控制的光路,每个光路包括:普通光源,用于发射特定波长范围的光线;光学组件,用于对普通光源发射的光线进行聚焦;光阴极,用于光激发电子;电子束聚焦结构,用于对光阴极产生的电子束进行聚焦;阳极靶,受到加速电子的轰击而通过韧致辐射产生X射线;X射线出射窗及普通光入射窗,设于真空容器上;真空容器,用于封装光阴极、电子束聚焦结构及阳极靶。上述X射线发射装置能够实现多束X射线集成于单个X射线发射装置,其具有高时间分辨率、可编程、脉冲式发射、发射区域的大小和形状可改变、高压容易接入难度小、阳极靶容易散热和结构相对简单的优点。本发明还提供一种X射线产生方法。