X射线光学是光学中的一个分支，以X射线为研究的对象。可见光用的透明透镜是折射率大体上大于1的材料，但针对X射线的折射率会略小于1。处理X射线的主要方式有反射、衍射及干涉，其应用包括X光显微镜（英语：X-ray microscopes）及X光望远镜（英语：X-ray telescope）。