يدرس القمر الاصطناعي الخاص بعلم فلك الأشعة السينية انبعاثات الأشعة السينية من الأجسام السماوية، باعتباره جزءاً من فرع علم الفضاء المعروف بعلم فلك الأشعة السينية. نحن بحاجة للأقمار الصناعية؛ لأن الغلاف الجوي للأرض يمتص الأشعة السينية، لذلك يجب نقل الأدوات اللازمة للكشف عن الأشعة السينية إلى ارتفاعات عالية عن طريق المناطيد، وصواريخ التجارب، والأقمار اصطناعية.
يوضع الكاشف على قمر اصطناعي وبعد ذلك يوضع في مدار أعلى من الغلاف الجوي للأرض بشكل كافٍ. على عكس المناطيد، تملك الأدوات المثبتة على الأقمار الاصطناعية القدرة على رصد المجال الكامل لطيف الأشعة السينية. على عكس صواريخ التجارب التي يمكنها جمع البيانات ما دامت الأجهزة مستمرة في العمل. على سبيل المثال، يعمل مرصد تشاندرا للأشعة السينية منذ أكثر من 15 عاماُ