一种纳秒级分辨率的X射线二极管，它涉及一种X射线二极管，为了解决现有的X射线二极管的结构复杂的问题。本发明由阳极金属网、阴极金属和偏压测量电路组成，所述的阳极金属网与阴极金属相对平行设置，偏压测量电路连接阴极金属，所述的偏压测量电路由第一电阻、第二电阻和电容组成，所述的第一电阻的一端连接阴极金属和电容的一端，电容的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，第一电阻的另一端作为偏压输入端和信号输出端。本发明简化了普通X射线二极管的结构，其可在较低真空度和偏压下工作。