Telescopio espacial diseñado por la NASA para el estudio de los rayos X cósmicos de alta potencia. Su nombre corresponde al acrónimo del término Nuclear Spectroscopic Telescope Array, traducible en español como Matriz de telescopios espectroscópicos nucleares, en alusión a los dos conjuntos de 133 espejos anidados que constituyen su sistema óptico.

Su lanzamiento, desde un avión nodriza, se realizó el 13 de junio de 2012 mediante un cohete Pegasus XL, situándose en una órbita cuasi ecuatorial a 600 kilómetros de altura.

Aunque el NuStar no es el primer telescopio espacial de rayos X que se pone en órbita, sí será el primero capaz de registrar una región del espectro de rayos X de alta energía hasta ahora muy poco estudiada, disponiendo asimismo de una resolución y una sensibilidad muy superiores a las de sus predecesores. Esto permitirá a los astrónomos ampliar sus conocimientos sobre fenómenos cósmicos tales como los agujeros negros, la materia oscura o los remanentes de las explosiones de las supernovas.

La duración de la misión está estimada en unos dos años.