تشمل مصادر الأشعة السينية طيفاً واسعاً من الأجرام، ولا تقتصر على النجوم والمجرات وحدها؛ إذ تصدرها أيضاً الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والأقزام البيضاء وبقايا المستعرات العظمى والعناقيد المجرية. وتتيح دراسة هذا الإشعاع الكشف عن المادة شديدة السخونة والعمليات العنيفة التي يصعب رصدها بوضوح في نطاق الضوء المرئي.

قد تطلق ثنائيات الأشعة السينية طاقة في نطاق الأشعة السينية تفوق انبعاث الشمس السيني بآلاف أو ملايين المرات، بل قد يزيد الفرق كثيراً بحسب كتلة الجسم المدمج ومعدل تراكم المادة وحالة النشاط. ولذلك لا تُعد قيمة ١٠٠٠ ضعف قاعدة ثابتة، لأن لمعان هذه الأنظمة يتغير بشدة، وقد تدخل بعضها في فترات انفجار أو خمود تمتد لأزمنة متفاوتة.

تندرج ثنائيات الأشعة السينية ضمن أقوى المصادر السينية في مجرة درب التبانة، وتتكون عادةً من نجم عادي يدور مع جسم مدمج، مثل نجم نيوتروني أو ثقب أسود. ومن أمثلتها «العقرب إكس-١»، الذي يحتوي على نجم نيوتروني، و«الدجاجة إكس-١»، الذي يقدم دليلاً قوياً على وجود ثقب أسود نجمي يلتهم مادة من نجم مرافق.

تقنيات تشتت الأشعة السينية مجموعة طرق علمية تستخدم تفاعل الأشعة السينية مع المادة لدراسة البنية الذرية والجزيئية والبلورية. تشمل حيود الأشعة السينية وتشتتها بزوايا صغيرة أو واسعة، وتستعمل في الفيزياء والكيمياء وعلم المواد والأحياء البنيوية. تكشف هذه التقنيات ترتيب الذرات وحجم الجسيمات والبنى النانوية. تمثل تشتت الأشعة السينية وسيلة لرؤية النظام الداخلي للمادة من خلال أثر الضوء عالي الطاقة عليها.

الأشعة السينية (فيلهلم رونتجن): جاء اكتشاف رونتجن للأشعة السينية مصادفة أثناء تجاربه على أنبوب الأشعة الكاثودية، إذ لاحظ أن اصطدام الأشعة الكاثودية بعنصر ذي وزن ذري مرتفع يولد إشعاعات غير مرئية تختلف تماماً عن الأشعة الكاثودية، كما اكتشف أنها لا تتأثر بالمجالات المغناطيسية أو الكهربائية، وهو ما مهد لاستخدامها لاحقاً في التشخيص الطبي.