تنتج الأشعة السينية في الفضاء الخارجي بالتحديد من الأجسام الساخنة والمفرطة في الطاقة مثل الثقوب السوداء ونجوم النيوترون والنجوم العملاقة. تتشكل هذه الأشعة من خلال الظواهر الفيزيائية التالية:
1. الانهيار النووي: حيث يحدث اندماج للنوى الذرية مع تحرير كميات ضخمة من الطاقة، وتصدر أشعة الأشعة السينية خلال هذه العملية.
2. العمليات الحرارية: مثلاً، المادة في الرحلة إلى النجوم العملاقة تحرق بمعدلات هائلة، والحرارة التي تنتج عن هذه العمليات تصدر أشعة الأشعة السينية.
3. الانكسار: يمر راديونج الأشعة السينية بأمور مختلفة في الكون كالغيوم والأيونات و الحشوات وينعكس عندما يصطدم بها وبهذا يتم توجيهها بهذه الصورة.
4. أيضاً، الأشعة السينية يمكن أن تنتج عندما يتفاعل جسيمات الحثل الزمني مع المواد الداخلة في الكون مثل الغاز والغبار والهيدروجين المؤين، وهذا يحدث في الغالب في الفراغ الكوني بين النجوم والمجرات.