Die Funktionsweise ist wie bei einer Transmissionsröhre, jedoch kann das zylindrische und massive Direktstrahltarget etwa 10mal bis 20mal mehr Leistung aufnehmen als das Transmissionstarget. Die Röntgenquelle ist bei dieser Bauweise jedoch einige Millimeter von der Außenwand der Röhre entfernt.Damit ist dieser Röhrentyp für dickere, radioskopisch dichtere und größere Proben wie etwa Gussteile besonders geeignet.