X射線天文觀測的另一類課題是關於瀰漫X射線背景測量。幾乎是各向同性的宇宙X射線背景輻射的發現，被認為是六十年代X射線天文學的重大成就之一。
1974年以後的幾年中，英國“羚羊”5號及其他衛星，相繼發現了宇宙X射線爆發和一批暫現X射線源，從而在宇宙中又揭示了一批前所未知的現象和新型X射線源，這被公認為七十年代天文學的重大發現。這些過程所釋放的能量之大，能量釋放速度之快，貯能密度之高以及奇特的再現周期，迄今仍然是現代高能天體物理學的重大研究課題。
X射線天文學所採用的探測儀器隨X射線光子能量不同而有所不同。探測軟X射線用薄窗正比計數器，常用鈹做窗材料，鍍窗的密封性能好，能保證儀器工作穩定，但鍍窗的厚度仍然限制著計數數器對更低能量X射線的靈敏度。探測極軟X射線，要使用有機薄膜窗的計數器，但有機薄膜窗的氣體密封性不好。近年來在空間探測中發展了一種自動調節的流氣技術，保證計數器管內維持一定氣壓，使儀器的回響處於穩定可靠狀態，不過它的製造工藝和使用條件都較為複雜。
在非太陽X射線源的探測方面，為提高靈敏度，常常需要大面積的薄宙正比計數器。這種儀器的製造技術近年來發展較快。美國小型天文衛星“自由號”曾使用面積達840平方厘米、厚僅50微米的鈹窗正比計數器。隨著X射線能量的升高，正比計數器將失去作用，它的探測上限約為60千電子伏。更高能量的探測，則須用閃爍計數器。
正比計數器和閃爍計數器本身沒有任何成像和定向功能。為了證認各種X射線源和精確定出它們在空中的方位，必須在計數器前部加上準直器。這種準直技術近幾年發展特別迅速。目前廣泛使用的準直器類型有絲柵型準直器、板條型準直器和蜂窩狀準直器等。前者多用於軟X射線波段，後兩種用於硬X射線波段。此外，還有閃爍體構成的主動式準直器。
實驗X射線天文學的一個突出成就，就是將掠射光學原理套用於X射線天文，使大面積X光聚焦成像技術成為現實，製成了真正有研究價值的高分辨本領的X射線望遠鏡。它提供了把X射線的探測區域擴大到更遙遠的宇宙深處的可能性。
X射線天文學從誕生時起，在近二十年的短暫時間內發現了一系列前所未知的新型天體，獲得光學天文和射電天文無法得到的天體信息，大大地擴展了天文學的研究領域。X射線天文學所顯示的獨特威力，使得它在當代空間天文學中處於特別重要的地位。
