X 射線三維顯微鏡使用多種類型的 X 射線源，以下是常見的幾種：

　　一、熱陰極 X 射線源

　　熱陰極 X 射線源是較為傳統的一種。它通過加熱燈絲（一般是鎢絲）產生熱電子，熱電子在高壓電場的加速下撞擊金屬靶（如銅靶、鉬靶等）。當高速電子撞擊靶材時，電子的動能會轉化為 X 射線。這種 X 射線源的優點是技術成熟、成本相對較低。其產生的 X 射線能量可以通過調節加速電壓來控制，能夠提供比較穩定的 X 射線束。例如，在一些對分辨率要求不是非常高的材料內部結構初步檢測中，熱陰極 X 射線源就可以發揮作用。不過，它的缺點是亮度相對有限，對于一些需要高亮度 X 射線進行快速成像或者對微小結構精細成像的情況，可能就不太能滿足要求。

　　二、微焦點 X 射線源

　　微焦點 X 射線源的焦點尺寸非常小，一般在幾微米到幾十微米之間。這種小型焦點能夠產生高分辨率的 X 射線束。其工作原理和熱陰極 X 射線源類似，也是通過電子撞擊靶材產生 X 射線。但由于焦點小，它可以在樣品上形成更小的照射光斑，這對于觀察微小物體或者樣品的精細結構特別有利。比如在電子芯片內部線路的檢測以及生物細胞內部超微結構成像等方面，微焦點 X 射線源能夠提供更清晰的三維圖像。不過，微焦點 X 射線源的功率一般相對較低，并且設備成本比熱陰極 X 射線源要高。

　　三、同步輻射 X 射線源

　　同步輻射 X 射線源是一種非常強大的 X 射線產生裝置。它是利用相對論性電子在磁場中做圓周運動時產生的同步輻射光，其中包含了 X 射線波段。同步輻射 X 射線源具有非常高的亮度、良好的準直性和連續的光譜。這使得它能夠在很短的時間內獲取高分辨率、高質量的三維圖像。在材料科學中對納米級別的晶體結構分析，以及生物大分子的三維結構解析等前沿研究領域，同步輻射 X 射線源發揮著不可替代的作用。但是，同步輻射 X 射線源的設備規模巨大，通常需要大型的加速器設施來產生電子束，建設和運行成本非常高，并且使用時需要申請專門的機時，不是一般實驗室能夠輕易擁有的。