Ce type de diagramme permet de repérer divers objets astrophysiques émettant dans ce domaine de longueur d'onde, notamment les binaires X. Ces objets, composés d'un système binaire comprenant une étoile ordinaire et un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir), connaissent plusieurs stades d'activité, fonction de la quantité de matière transférée de l'étoile à l'objet compact. Cette variabilité intrinsèque se traduit par un déplacement dans le diagramme couleur-couleur :
- Les sources Z sont des binaires X à faible masse lumineuses dont la position dans le diagramme couleur-couleur décrit un Z (d'où leur nom). La partie horizontale supérieure (le haut du Z) est appelée branche horizontale, la partie diagonale est appelée branche normale, et la partie horizontale basse branche éruptive. La première binaire X découverte, Scorpius X-1 est un exemple de source Z.
- Les sources atoll sont également des binaires X de faible masse, qui forment dans le diagramme couleur-couleur un motif en U, dont la partie gauche est souvent morcelée, évoquant la structure émergée de certains atolls.
