20世纪90年代初，欧洲开始采用技术复杂、价格昂贵的编码孔径技术建造硬X射线成像卫星INTGRAL，而美国硬X射线卫星Swift也于2004年上天，它们正在进行硬X巡天，进入新世纪以来，美国NASA开始实施雄心勃勃的"超越爱因斯坦计划",它的主要目标之一是用新一代黑洞发现者卫星探测黑洞，了解黑洞附近的空间、时间和物质的行为。HXMT具有比INTGRAL和Swift更强大的成像能力和独一无二的定向观测能力，如果能在今后几年中发射上天，就可以抓住另一个重要的科学机遇:赶在"超越爱因斯坦计划"黑洞发现者上天之前，发现更多新的黑洞天体，并深入研究黑洞强引力场中的动力学过程，为实现"超越爱因斯坦"的科学追求做出重大贡献。美国"超越爱因斯坦计划"新一代黑洞发现者的候选项目EXIST的首席科学家Grindlay教授指出:HXMT是今后这段时期中研究黑洞动力学过程的独一无二的硬X望远镜;对中国是一个很好的机会用发射硬X射线卫星在一个重大的科学前沿取得领导地位。
1992年 ，高能所的李惕碚和吴枚应用非线性手段于数据分析，建立和发展了对象重建的直接解调方法(Direct Demodulation Imaging Method，简称DD方法)，其核心是更多地利用观测数据的信息，在解调计算中合理地施加物理约束。该方法具有灵敏度高、抑止噪音能力强、能突破望远镜的内禀角分辨率等传统高能天文成像方法所不具备的优点。用该方法指导仪器设计，能够用简单成熟的准直型望远镜实现高灵敏度、高空间分辨硬X射线成像观测。
1993年，高能所研制了球载硬X射线探测器(左图为实验气球，右图为球载硬X射线探测器HAPI-4的吊篮)，在离地38公里的高空成功地对天鹅座X-1进行了扫描成像，证明了直接解调成像技术的可行及成像能力。由于受到气球飞行时间的限制，无法对天体进行长时间的观测。同时，还受到气球飞行高度的限制(约40公里)，不能观测天顶角低于50度的天体。而卫星的高度在500-600公里，在轨运行时间可长达2年以上，可对全天球进行观测，实现全天巡天扫描，提出 了"空间硬X射线调制望远镜HXMT建议书"。
1993-1995年，美国NASA总部林志豪(J. Ling)教授、日本理化学所及宇宙科学所松冈胜教授、德国马普地外所所长及ROSAT卫星首席科学家Truemper教授、美国哈佛-史密松天体物理中心J.Grindlay教授等重视HXMT的科学重要性，分别提出和探讨在HXMT项目上进行合作。
