La JAXA a démarré officiellement le projet ASTRO-H en octobre 2008, avec le passage en phase B de développement et la création d'une "équipe projet" placée sous la direction du Professeur TAKAHASHI. Ce même professeur a présenté le 21 octobre la situation du développement de ce télescope devant la Commission des Activités Spatiales du Japon.
ASTRO-H sera le 6ème télescope japonais à observer le ciel dans le domaine X. Il succèdera aux anciens télescopes de l'ISAS (CORSA-B, ASTRO-B, ASTRO-C, ASTRO-D et récemment ASTRO-E2/Suzaku). Le satellite emportera 4 types de détecteurs fonctionnant dans une bande d'énergie allant de 0,3 keV à 300 keV. Il permettra d'observer les phénomènes de forte énergie dans l'Univers lointain, comme la matière avalée par les trous noirs, la matière noire retenue à l'intérieur des amas de galaxie, ou encore la matière se trouvant à des températures extrêmes (plusieurs dizaines de millions de degrés). Dans un univers où plus de 80% de la matière visible se trouve à des températures très élevées, le rôle des télescopes fonctionnant dans le domaine X est crucial.
Les objectifs scientifiques d'ASTRO-H sont multiples : comprendre l'évolution des grandes structures de notre univers (amas de galaxies, trous noirs géants, etc.), comprendre les états extrêmes de l'espace (mouvement de la matière à proximité des trous noirs, structure de l'espace-temps), recueillir des données sur les formes diverses de l'espace athermique et sur les processus de création du rayonnement spatial, et enfin mieux comprendre le rôle de la matière noire et de l'énergie sombre en observant des amas de galaxies à des époques différentes.
Le satellite (14 m de long pour 2,6 tonnes) sera placé en 2013 sur une orbite terrestre inclinée à 30 degrés et à une altitude de 500 km. Sa durée de mission est fixée à trois années. Il emportera un système imageur (HXS) pour rayons X durs composé d'un télescope (HXT) et d'un imageur (HXI), ainsi qu'un système spectroscopique (SXS) pour rayons X mous composé d'un télescope (SXT) et d'un spectromètre à microcalorimètres (XCS). Ce système SXS sera fourni par la NASA. L'ISAS avait été fortement touché par la perte abrupte des microcalorimètres XRS de la précédente mission Suzaku, et en conséquence ASTRO-H emportera lui aussi ce type de système. Le satellite comprendra aussi un système imageur pour rayons X mous (SXI) avec des caméras CCD sensibles au rayonnement X, et un détecteur de rayonnement Gamma mou (SGD).
Au fil des années, le Japon s'est fait une spécialité de l'astronomie dans le domaine X. Les rayons X sont des rayons de forte énergie, mais leur observation sur Terre est impossible car ils sont absorbés par l'atmosphère.