X射線天文學方法是通過觀測天體X射線波段(1×10-6～1×10-2微米)的輻射研究天體的方法。為避免大氣吸收及二次X射線的干擾。幾乎全用高空氣球、火箭或人造衛星進行觀測。一般望遠鏡不能用，可採用限定探測方向或使X光子聚焦成像的方法。例如，可用對X光不透明的材料製成絲柵型、板條型、蜂窩型的準直器以及用兩類閃爍晶體構成的主動式準直器，以限定探測X射線源的方向;可用帶有不同濾光片的針孔照相機或具有不同環帶間距的菲涅爾環板，得到不同波段的X光圖像等等。最主要的方法是能夠使軟X射線聚焦成像的掠射式望遠鏡。
近年來新發展起來的多層膜鏡面構成的望遠鏡，可在垂直入射下使軟X射線及極遠紫外線聚焦成像。其製造比掠射式簡單，有更高的解析度和很強的能量選擇性，獲得窄波段單色光成像。為獲得能譜，除分析X射線在探測器中產生的輸出脈衝外，多採用Bragg晶體分光光度計、透射光柵及柱形凹面光柵構成的光譜儀。廣泛使用的探測器主要有，各類氣體型探測器;由閃爍晶體及光電倍增管構成的閃爍計數器;金矽面壘型、鋰漂移型等以及由砷化鎵、銻化鎘、碘化銀等化合物構成的半導體探測器;特製照相底片;CCD以及微通板多陽極陣列探測器等。自1946～1962年間利用火箭觀測證實了太陽是一個強X射線源ScoX-1及TauX-1之後，尤其70年代以來，一此專用於X射線天文學的衛星已陸續或正在準備發射升空。在近20年內，利用該法已發現了一系列前所未知的新型天體，獲得了光學天文無法得到的天體信息，大大擴展了天文學的研究領域，它所顯示的獨特威力，使得它在當代空間天文學中處於日趨重要的地位。
