لیزر اشعه ایکس یک دستگاه لیزر است که در ناحیه طیفی از اشعه X ، یعنی با طول موج تنها چند نانومتر منتشر می کند. در این منطقه طیفی شدید ، از رسانه های افزایش لیزر سنتی نمی توان استفاده کرد. روش های فنی مختلفی وجود دارد:
محیط افزایش لیزر الکترون آزاد یک عایق کاری است که از طریق آن الکترون های پر انرژی ارسال می شود. برای ترکیبی از انرژی الکترون بالا و دوره انعطاف پذیری کوتاه ، طول موجهای بسیار کوتاهی به دست می آیند .
افزایش نوری در منطقه اشعه ایکس همچنین می تواند در پلاسماها ایجاد شود ، که خود آنها به طور معمول با پرتوهای لیزر یا با تخلیه های الکتریکی ایجاد می شوند. (اولین لیزرهایی که از طریق انفجارهای هسته ای با اشعه ایکس پمپ شده اند.) انتقال لیزر بین حالتهای هیجان زده یونهای با بار زیاد (به عنوان مثال Ta45 + برای 4.5 نانومتر و Se24 + برای 20 نانومتر) است.
از آنجا که ساختن یک تشدیدکننده لیزر با ضعف کم برای چنین طول موج های کوتاه دشوار است ، لیزرهای اشعه ایکس در اکثر موارد (خصوصاً برای طول موج کوتاه تر) بدون یک تشدیدکننده ساخته شده اند و در واقع به عنوان منابع ASE (منابع فوق لامپ) کار می کنند. با این حال ، انسجام مکانی و زمانی کاهش می یابد. در صورت وجود منبع مناسب بذر باند باریک ، انسجام مکانی و زمانی بسیار بالاتر و همچنین افزایش توان خروجی با بذر تزریق حاصل می شود.
همچنین می توان از لیزرها برای تولید اشعه X بویژه با تولید هارمونیک بالا به روش های دیگری نیز استفاده کرد که نوعی تبدیل فرکانس غیرخطی است. قدرت نوری قابل دستیابی در چنین هارمونیک های بالا نسبتاً کم است ، اما می توان چندین هارمونیک را در یک پلاسما تقویت کرد.