由于千伏级X线治疗机的作用是提供治疗用的X线，所以也不用配置影像增强器和相关的影像处理器件，除此之外，一台千伏级X线治疗机的基本结构包括以下几个部分。

X线管(如图1所示）是千伏级X线治疗机的心脏，是产生X线的关键部件。它主要包括阴极（灯丝）和阳极（钨靶）两大部分。阴极由钨丝绕制而成，这些钨丝同时兼作灯丝。阳极由粗大的铜棒和钨靶组成，钨靶与灯丝相互对应。包绕阴极和阳极的是密封的玻璃层，俗称球管。球管内部要抽成真空，真空度为1×10~1×10托（Torr）。其目的一方面是为了避免烧坏灯丝，另一方面是避免电子在打靶前损失能量。当然，防止高压打火也是抽成真空的主要目的之一。

　　2.高低电压发生器。低压部分主要是灯丝变压器，电压可以调节，供给灯丝进行加热，以便形成“电子源”。高压部分可以产生几百千伏（kV）的直流高电电场。该电压一般是采用自耦变压器调节。高电压加在球管阳极，以便在钨靶和灯丝之间形成加速电场。

　　3.控制系统是X线治疗机的控制中心，包括各种控制电路和控制台上的开关、调节旋钮和监视仪表，可以进行电源控制、电压和电流的调节、工作方式的选择等操作。

　　4.机械装置和辅助设备。一台千伏级X线治疗机，还必须具备比较完整的机械装置和相应的辅助设备。例如：支架、立柱、导轨、病人床及定位装置、显示装置和存储与输出装置等设备。