具有短週期的X射線脈衝的天體，脈衝週期極短而且穩定。明顯的例子是武仙座 X-1（脈衝週期τ=1.24秒）和半人馬座X-3。現已證認出，這一類X射線源是密近雙星。它們各由兩個子星組成，一個是中子星，另一個是光學子星。光學子星通過洛希瓣（見臨界等位面）外流和星風等形式不斷向外拋射物質。中子星吸積由光學子星發出的物質。中子星的引力場很強，吸積到中子星的物質可以獲得很大的的動能，在中子星表面轉化為 X射線輻射──熱軔致輻射。X射線輻射的短周期脈沖結構就是由中子星的自轉引起的。目前已觀測到的這類 X射線脈沖星周期最短的是0.7秒，最長的可達835秒，比射電脈沖星的周期要長。絕大多數 X射線脈沖星有明顯的射電輻射。觀測得知，絕大多數射電脈沖星不發射X射線，隻有蟹狀星雲脈沖星發出很強的 X射線脈沖輻射，因此它也是X射線脈沖星。但蟹狀星雲脈沖星與上述的X射線脈沖星不同，它不屬於雙星X射線源，而且它的X射線輻射機制是非熱性質的。
