X射线激光的特点是波长短，在特定方向上有极高的辐亮度.因而核激励X射线激光器被作为探索研究中的定向能武器之一.核爆炸时，布置在其周围的激光工作物质（一般制成细长的丝）吸收大量辐射能量，成为高温等离子体状态.在一定条件下，通过某种机制，处于低能级的束缚电子被激发到高能级，使高激发态的离子数大于低激发态离子数，形成所谓粒子数反转.这时由于辐射的受激过程，工作介质对一定波长的X射线具有放大作用.当增益达到一定程度时便发射X射线激光，沿激光棒轴向传播.