W obserwacjach miękkiego promieniowania X stosuje się specjalne rentgenowskie klisze fotograficzne, elektronowe przetworniki obrazu oraz liczniki proporcjonalne. Fotony, które wpadają do licznika proporcjonalnego, wywołują wyładowania elektryczne w gazie znajdującym się pomiędzy anodą a katodą. Wielkość tego wyładowania jest proporcjonalna do energii padającego fotonu. Natomiast detektorami twardego promieniowania X są najczęściej liczniki scyntylacyjne. Podstawowym elementem takiego licznika jest kryształ, np. jodek sodu aktywowany talem – NaI(Tl). Padające promieniowanie wywołuje w krysztale błyski luminescencyjne, które rejestrowane są przez znajdujący się w bezpośredniej bliskości fotopowielacz.
Obecnie większość teleskopów rentgenowskich używa detektorów CCD podobnych do tych, które są stosowane w cyfrowych aparatach fotograficznych.
Źródła promieniowania rentgenowskiego Pierwsze kosmiczne źródło promieniowania rentgenowskiego, Scorpius X-1, znajdujące się w gwiazdozbiorze Skorpiona, zostało odkryte w 1962 roku.