Röntgentechnologie wordt nu gebruikt in een grote verscheidenheid van toepassingen en settings. Deze omvatten:

Medicine

Op dit gebied wordt uitgebreid gebruik gemaakt van spin-offs van röntgentechnologie. De twee belangrijkste ontwikkelingen die door de röntgenastronomie zijn beïnvloed, zijn het gebruik van gevoelige detectoren om lage doses maar beelden met een hoge resolutie te verkrijgen, en de koppeling met digitaliserings- en beeldverwerkingssystemen. Veel diagnostische procedures, zoals mammografieën en osteoporosescans, vereisen meervoudige blootstellingen. Het is belangrijk dat elke dosering zo laag mogelijk is. Een nauwkeurige diagnose hangt ook af van de mogelijkheid om het onderwerp vanuit veel verschillende hoeken te bekijken. Beeldverwerkingssystemen die zijn gekoppeld aan detectoren die afzonderlijke röntgenfotonen kunnen registreren, zoals die welke zijn ontwikkeld voor röntgenastronomiedoeleinden, bieden artsen de vereiste mogelijkheden voor gegevensmanipulatie en -verbetering. Kleinere, in de hand gehouden beeldvormingssystemen kunnen in klinieken en onder veldomstandigheden worden gebruikt voor het diagnosticeren van sportblessures, voor ambulante chirurgie en bij de verzorging van premature en pasgeboren baby’s.

Biomedisch onderzoek

Röntgendiffractie is de techniek waarbij röntgenlicht van richting verandert in hoeveelheden die afhangen van de röntgenenergie, ongeveer zoals een prisma licht in zijn samenstellende kleuren scheidt. Wetenschappers die Chandra gebruiken, maken gebruik van diffractie om belangrijke informatie over verre kosmische bronnen te onthullen met behulp van de twee roosters van het observatorium, de High Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) en de Low Energy Transmission Grating Spectrometer (LETGS). Röntgendiffractie wordt ook gebruikt in biomedisch en farmaceutisch onderzoek om complexe moleculaire structuren te bestuderen. Bij de meeste toepassingen wordt het molecuul in kwestie gekristalliseerd en vervolgens bestraald. Het resulterende diffractiepatroon bepaalt de samenstelling van het materiaal. Röntgenstralen zijn perfect voor dit werk omdat zij kleine objecten kunnen oplossen. Vooruitgang op het gebied van de gevoeligheid van de detector en de optica van de bundel hebben de ontwikkeling mogelijk gemaakt van systemen waarbij de belichtingstijd is teruggebracht van uren tot seconden. Kortere belichtingen in combinatie met straling van lagere intensiteit hebben onderzoekers in staat gesteld kleinere kristallen te prepareren, schade aan monsters te voorkomen en hun gegevens sneller te verwerken. Deze systemen worden gebruikt voor basisonderzoek met virussen, proteïnen, vaccins en geneesmiddelen, alsmede voor kanker-, AIDS- en immunologisch onderzoek.

Microscopie

Röntgenmicroscopie is een toepassing in ontwikkeling. De microscoop is in feite een miniatuur röntgentelescoop. Deze microscopen hebben een zeer hoge ruimtelijke resolutie over kleine gezichtsvelden en kunnen worden gebruikt om zeer kleine beelden en fijne details rechtstreeks af te beelden. Hun toepassingen zijn energie en biomedisch onderzoek.

Low Current Magnets

Een van de instrumenten die voor gebruik op Chandra werden ontwikkeld was een röntgenspectrometer die de energiesignaturen over een belangrijk bereik van röntgenstraling nauwkeurig zou meten. Om deze waarnemingen te kunnen doen, moest deze röntgenspectrometer tot extreem lage temperaturen worden gekoeld. Onderzoekers van het Goddard Space Flight Center ontwikkelden een innovatieve magneet die deze zeer lage temperaturen kon bereiken met een fractie van het helium dat andere soortgelijke magneten nodig hadden, waardoor de levensduur van het instrument in de ruimte werd verlengd. Op aarde hadden deze ontwikkelingen ook voordelen voor MRI-systemen, omdat ze veiliger werden en minder onderhoud nodig maakten.