通常の恒星と中性子星やブラックホールなどの高密度星との近接連星系で、相手の星から高密度星への質量降着で強いX線が放射されるもの。近接連星系の一方が巨星となりロッシュローブを超えて膨張すると、伴星への質量移動が起こる。伴星が比較的小質量星の場合、物質は星の周りに形成される降着円盤を経て星の表面に落下する。これは小質量X線連星系(Low Mass X-ray Binary, LMXB)と呼ばれる。伴星が重い星（早期型星）の場合、星の表面からは絶えずガスが放出されている（星風という）。星風は一般に、星の質量が大きいほど大きい。このガスの一部が高密度天体に捕えられると、やはり高密度天体の周りに降着円盤ができて、高密度天体はX線で明るく輝く。これが大質量X線連星系(High Mass X-ray Binary, HMXB)である。