X射线空间望远镜（X-ray space telescope），工学-航空宇航科学与技术-航天-空间科学探测-空间天文探测-空间望远镜，用于探测和研究宇宙和天体发射的X射线（波长0.0024～12纳米）的望远镜。典型的有20世纪80年代的X射线天文卫星（EXOSAT）、90年代的钱德拉X射线天文台等。与伽马射线类似，在大气层中X射线会被大幅吸收，因此观测它们需要在高空或太空中进行。发射X射线的天体有很多种，如星系团内的高温气体，活动星系核中超大质量黑洞的吸积、超新星遗迹、带有一颗白矮星的双星（激变变星）、带有中子星或黑洞的双星（X射线双星）等。有些太阳系中的天体也会发射X射线。而月球不仅能够反射来自太阳的X射线，太阳风中的高能粒子（主要是质子）高速撞击到月球表面后还会激发月球表面的物质粒子，从而产生X射线。宇宙还存在有很多还无法一一解析分辨的X射线源，一般认为它们发射出的X射线集体形成了观测到的X射线背景。1970年12月，美国在肯尼亚发射了人类历史上第一颗X射线天文卫星—乌呼鲁卫星，即“小型天文卫星”1号。