由于地球大气的阻碍，地面上很难观测到。直到20世纪40年代才开始利用高空气球探明了太阳的X射线辐射，太阳外的第一个X射线源是1962年探明的天蝎X-1。70年代发射了一系列装备有X射线针孔照相机，掠射X射线望远镜等仪器的天文卫星 ，尤其是高能天文台上天后，发现的X射线源已超过了1000多 。研究表明 ，它们实际上是不同种类的天体，除了太阳外，已证认出的有脉冲星、脉冲双星、超新星遗迹、密近双星、X射线双星、X射线脉冲星 、X射线新星 、塞佛特星系、类星体、星系团 、黑洞等。但还有许多X射线源尚未得到光学证认。

X光机电源是X光机的关键部件，一种比较精密的高压电源，其可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为X光管的灯丝加热，高压电源的高压输出端分别加在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压的电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，当高速电子流撞击原子和外围轨道上电子，使之游离且释放出能量，就产生了X光。2100433B

在恒星X射线天文学中使用的掠射X射线望远镜﹐在结构上与太阳 X射线望远镜相似。由于恒星的辐射流量比太阳弱得多﹐因而恒星掠射X射线望远镜要求有更大的有效集光面积和更灵敏的探测器。为了探测宇宙中较弱X射线源﹐美国在七十年代开始研制集光面积为1﹐000平方厘米﹑焦距为610厘米的掠射X射线望远镜﹐视场为60'﹐分辨率为2"。

1952年﹐沃尔特首先建议利用X射线掠射的全反射现象来进行光学聚焦﹐使用两个同轴共焦旋转圆锥曲面组合构成的光学系统﹐可以减少像差。他还提出三种有实用意义的成像系统方案

X 射线望远镜的辐射接收器有乳胶(胶卷或干板)﹑正比计数器﹑X射线图像转换器等。乳胶是使用最广泛﹑历史最长的辐射接收器﹐它可以积累与储存太阳像﹐能充分地利用观测时间﹐使用方便。迄今在X射线天文观测中仍占相当重要的地位。使用乳胶记录方法的不利之处在于它的效率很低﹐需要较长的累积时间。在空间探测上使用受到限制。利用X射线图像转换器作为X光望远镜的辐射接收装置没有这些缺点。在 X射线天文中已经使用的X射线图像转换器有两种﹕微通道板(MCP)﹐是根据二次电子发射的原理由许多极细的高铅玻璃管构成的﹔闪烁晶体﹐一些透明的晶体(如碘化钠或塑料)在吸收X光子后﹐原子(或分子)被激发(或电离)﹐它们在核态向低能态过渡中发射出可见辐射﹐即可用通常光导摄像管﹑正摄像管﹑二次电子电导摄像管来拍摄。位置灵敏正比计数器是一般正比计数器的变型﹐是使用许多平行金属丝获得信息的计数器﹐它灵敏度高﹑分辨率低﹐适合探测十分微弱挠钪锿射线展源。

X射线望远镜光学系统一般采用沃尔特Ⅰ型──抛物面焦点与双曲面的后焦点重合的同轴光学系统。其焦平面通过双曲面的前焦点。按照制作工艺来划分,X射线望远镜的研制已经历三代。第一代镜面是铝制的,效率为1%，1963年用这种望远镜拍摄到分辨率为几角分的照片,可看出太阳上存在着X射线发射区。第二代镜面是在光学抛光的不锈钢模上电铸镍，它的效率在8.3埃处约为20%。1965年，曾用它摄得太阳像,分辨率为30,发现大面积弱发射区。第三代镜面已在天空实验室的望远镜装置上使用，一个是利用熔石英做镜面材料，另一个是由两套同轴共焦系统进行套迭组成。镜坯采用铝材，表面镀镍磷合金，分辨率可达1～2，能观测到许多日冕亮点。