大尺度的星系团也是X射线源。太阳系以内的X射线源包括太阳、月球、行星、彗星等，它们的X射线辐射主要来自于反射太阳的X射线产生的荧光。较强的宇宙X射线源在银道面附近比较集中。此外，天空中还弥漫着X射线背景辐射。天体的X射线辐射主要来自核聚变、激波、以及吸积造成的引力能释放等过程，常见的辐射机制有热辐射、轫致辐射、同步辐射、逆康普顿散射。其中，高温气体和高能电子扮演了重要角色。热辐射的温度要达到10K量级才可以显着地发出X射线辐射，高能电子在各种非热辐射中是不可缺少的，这些过程涉及到物理学中的很多基本问题。