Ve fokusační misce katody je umístěno wolframové vlákno nebo častěji dvě vlákna pro různě velká ohniska. Katoda je žhavená, vlákno se zahřívá na vysokou teplotu a elektrony jsou uvolňovány termoemisí. Termoemise je jev, kdy kovy rozžhavené na dostatečnou teplotu emitují elektrony. Při zahřívání kovu získávají elektrony energii, a pokud je energie elektronů vyšší než je energie potřebná k překonání přitažlivých sil mezi kovem a elektronem, elektrony opouštějí povrch kovu a mohou se volně pohybovat v prostru. Katoda emituje elektrony směrem k anodě, protože elektrony jsou kladně nabitou anodou přitahovány. Elektrony jsou na cestě k anodě urychlovány vysokým napěťovým spádem mezi katodou a anodou, který je 10¹ až 10² kV.Získávají tak vysokou kinetickou energii. Rychlost elektronů dopadajících na anodu dosahuje 0,6 až 0,8 násobek rychlosti světla. Kinetickou energii urychlených elektronů spočteme jako práci vykonanou elektrickým polem mezi katodou a anodou W = U . Q →
W = e . U, kde e je náboj elektronu (1,602 ∙ 10^-19 C) a U je napětí mezi elektrodami. Rychlost těchto urychlených elektronů vyjádříme ze vzorce pro výpočet kinetické energie E_k = 1/2 m .v², kde m je hmotnost elektronu (přibližně 9,11 ∙ 10^-31 kg). Pro anodové napětí 60kV je rychlost takto urychlených elektronů přibližně 145 ∙ 10⁶ ms^-1, což je zhruba polovina rychlosti světla.