EXOSAT war das erste Röntgenobservatorium der europäischen Raumfahrtbehörde ESA.
EXOSAT wurde am 26. Mai 1983 mit einer Thor-Delta-Rakete vom Startplatz Vandenberg in den USA in eine hochexzentrische Erdumlaufbahn mit 90,6 Stunden Umlaufzeit gebracht. EXOSAT war bis zum Ausfall der Lageregelung am 9. April 1986 in Betrieb und trat am 6. Mai 1986 wieder in die Erdatmosphäre ein.
EXOSAT hatte drei gleich ausgerichtete Instrumente für die Energiebereiche 0,05-2,5 keV, 2-20 keV und 1-50 keV. Durch die besondere Umlaufbahn waren lange, ununterbrochene Beobachtungen veränderlicher Objekte möglich. Bedeckungen von Röntgenquellen durch den Mond wurden benutzt, um diese genauer lokalisieren zu können und ihre Struktur besser als der Teleskopauflösung entsprechend bestimmen zu können.
EXOSAT entdeckte quasiperiodische Helligkeitsschwankungen in Röntgendoppelsternen und machte insgesamt 1780 Beobachtungen von Röntgenquellen, wie aktiven galaktischen Kernen, den Coronae von Sternen, weißen Zwergen, veränderlichen Sternen, Galaxienhaufen und Supernovaüberresten.