A röntgenteleszkópokat az univerzum számos objektumának tanulmányozására használják, beleértve a csillagokat, galaxisokat és galaxishalmazokat. A galaxisok közötti teret kitöltő forró gáz tanulmányozására is használják őket. A röntgensugarak megfigyelésével a csillagászok megismerhetik az ezekben az objektumokban végbemenő fizikai folyamatokat.
A röntgenteleszkópokat az űrben helyezik el, hogy elkerüljék a röntgensugárzásnak a Föld légkörében történő elnyelését. Ez lehetővé teszi számukra, hogy interferencia nélkül gyűjtsenek röntgensugarakat távoli tárgyakról. A röntgenteleszkópokat jellemzően alacsony Föld körüli pályára helyezik, ahol könnyen szervizelhetők és javíthatók.
Egyes röntgenteleszkópokat magasabb pályára is helyeznek, például geoszinkron pályára. Ez lehetővé teszi számukra, hogy szélesebb látómezővel rendelkezzenek, és hosszabb ideig megfigyeljék a tárgyakat. A magasabb pályán lévő röntgenteleszkópokat azonban nehezebb szervizelni és javítani.
A röntgenteleszkópok elhelyezése az űrben forradalmasította az univerzum tanulmányozását. Lehetővé tette a csillagászok számára, hogy olyan objektumokat figyeljenek meg, amelyek korábban láthatatlanok voltak, és megismerjék az univerzumban végbemenő fizikai folyamatokat.