Telescoapele cu raze X detectează radiația X emisă de obiectele astronomice prin intermediul unor oglinzi și/sau lentile special concepute pentru a reflecta/îndrepta radiația X spre un detector sensibil. Aceste telescoape sunt folosite în special pentru studierea obiectelor și fenomenelor astronomice care emite radiație X, cum ar fi găurile negre sau stelele neutronice.