宇宙からのX線を観測することにより天体や現象を調べる天文学の分野。超高温天体や超高温ガスなどから放出される波長が0.01-10 nm 程度（光子のエネルギーとして0.1-100 keV程度）の光をX線と呼ぶが、X線は大気に吸収されて地上には届かないため、観測ロケットや人工衛星に検出器を搭載して観測する必要がある。ジャッコーニ（R. Giacconi）らによるロケット実験で、1962年に最初の太陽系外のX線天体の観測が行われた。X線源やX線望遠鏡も参照。