X射线与γ射线是电磁波谱的一部分，它们的波长非常短，能量却很大。X射线的能量在103～103电子伏特，而γ射线的能量在105～1016电子伏特。
这些高能部分的辐射大部分被地球大气吸收了，只能在高空上观测到，通常用火箭与人造卫星去观测。20世纪70年代后，空间观测与研究得到全面的发展，有了许多专用的人造卫星。在探测X射线方面有乌呼鲁（Uhuru）卫星、高能天文台1号（HEAO-1）及2号（又称爱因斯坦天文台）、罗塞特（ROSAT）等；在探测γ射线方面有康普顿天文台卫星（GRO）、γ射线天文台卫星（GRO）等。这些观测台上大都装有成像望远镜，以了解高能辐射源的形态与变化。
发射X射线与γ射线的点源，习惯上称为X射线星与γ射线星。但不应理解为只发射X射线与γ射线，它们同时也可能有低能部分的辐射（可见光、射电波之类）。
这些源的名称常用某星表的编号或某星表代号附上坐标值。如3C273是指英国剑桥大学编的第3个射电星表中的第273号天体。X1800—30是指X表中赤经为1800M，赤纬为-30°的天体。
在利用各种探测器发现天空的某个点（或小区域）有X射线、γ射线发射时，就要设法找出它们的光学对映体。如果有，就比较容易了解这个射线源的性质；如果未能找到光学对映体，就需要从理论上去考虑辐射的本质。
从已有的研究来看，在银河系内的X射线源、γ射线源大多为密近双星系统、球状星团、超新星爆发遗迹，而河外星系中的X射线源、γ射线源，则多为活动星系核、类星体。此外，还有遍布于宇宙空间的X射线背景。据观测统计，X射线源的分布有集中于银道面的倾向。
两颗子星靠得很近，称为密近双星。它们之间有物质交流，一个质量较大的能吸积另一个的物质。随着溶人物质的高速挤压，双星产生非常高的温度，便会产生极强的X射线。
研究发现，X射线双星可分为高质量的与低质量的两类。
高质量的多数伴星为大质量星，质量大于10个太阳质量，光学对映体明亮，有快速的自转。它们的X射线有脉冲形式。最典型的是天鹅座X-1.
天鹅座X-1的脉冲没有严格的周期，只在几十秒时间内脉冲。单个脉冲的时间在0.3秒至几十秒不等，脉冲还有一上一下的振动和快速变化。从射电定位观测发现光学对映体主星是9等的O、B型超巨星，质量大于20个太阳质量，伴星看不见。双星的绕转周期为5.6天。伴星应是X射线发射源，它的质量不会小于6个太阳质量。这个质量已超过中子星的质量上限（3个太阳质量），因此，不可见的暗伴星很可能是一个黑洞。
低质量的X射线双星，其伴星质量比较小，比如X1800—30的伴星，质量约为0.05个太阳质量，那就不是中子星，而可能是白矮星，但大多数X射线双星的伴星是中子星。