Xbox Series X（简称XSX）是一款由微软研发并推出的家用电子游戏机。产品接替Xbox One，属于Xbox系列游戏机的第四代。其最初于2019年E3游戏展上以研发代号Project Scarlett公开，后于2019年The Game Awards颁奖典礼上公布正式名称，并于2020年11月10日发售。

2019年E3游戏展上，微软Xbox部门负责人菲尔·斯宾塞公布了代号Project Scarlett的第四代家用电子游戏机。微软预计这款产品会在2020年年末的假期发售，与游戏《光环：无限》一同上市。微软宣称这款游戏机采用定制设计的AMD Zen 2和RNDA微架构处理器，其性能是Xbox One X的4倍，并使用固态硬盘（SSD）以大幅度缩减游戏的载入时间。微软还表示产品将提供8K分辨率或120帧每秒的游戏体验，并支持光线追踪、可变速率着色（VRS）以及前代游戏兼容。

2019年The Game Awards颁奖典礼上，菲尔·斯宾塞宣布这款游戏机的正式名称为Xbox Series X，并公布了产品以及所搭配的新Xbox Wireless Controller手柄正式外观。产品机身采用长方体设计，支持垂直和水平摆放，顶部是中央凹陷的散热圆孔。新手柄较上一代添加了“分享”按键，且引入了Xbox Elite Wireless Controller Series 2手柄的改进版十字键。新手柄还兼容Windows 10 PC及Xbox One游戏机。微软表示产品通过利用自动低延迟模式（ALLM）等技术的动态延迟输入（DLI）功能减少延迟，并为云游戏体验在硬件和软件中内置了独特的功能。活动上还展示了《Senua’s Saga: Hellblade II》的实机运行画面。

2020年2月24日，微软宣布产品的单精度浮点数运算速度能够达到12 TFLOPS，并支持快速继续游戏功能。微软还确认了产品兼容之前三代Xbox平台上发行的游戏。2020年3月16日，微软通过新闻稿公布了Xbox Series X的详细规格参数。同日，微软还介绍了新手柄和降低延迟的技术细节。开发团队邀请YouTube视频创作者Austin Evans和科技媒体Eurogamer的Digital Foundry栏目公开了游戏机的内部构造和散热设计，并进行了实机体验。The Coalition工作室还展示了采用虚幻4引擎的《战争机器5》实机游戏画面，并宣布将在产品发售时通过Smart Delivery免费更新为Xbox Series X优化的版本。2020年3月18日，产品的主要竞争对手索尼PlayStation 5公布了技术细节和规格参数。对比Xbox Series X，索尼PlayStation 5提供了较弱的CPU和GPU性能以及更快的存储性能。

2020年3月，由于新型冠状病毒肺炎疫情进入全球大流行的影响，2020年游戏开发者大会（GDC）和E3游戏展皆因疫情而取消。微软CEO萨提亚·纳德拉在2020年3月24日接受CNBC采访时回应产品可能会延期发售的分析，表示微软的硬件产品供应链正在回到正轨，但不排除疫情会影响产品的需求。2020年4月1日，菲尔·斯宾塞接受IGN的Unlocked栏目采访时表示微软依旧按照原定的计划推进产品发售，并同时指出如果硬件、平台服务等均已完备，不会因一款游戏的进度而推迟发售。另外，斯宾塞提到产品将会根据竞争和市场灵活定价，并计划在随后重点公布游戏阵容。

2020年5月5日，微软宣布举行Xbox 20/20活动，将通过每月的Inside Xbox节目展示新主机和游戏。5月7日，微软在当月的Inside Xbox活动中展示了包括《刺客信条：英灵殿》在内的13款将登陆Xbox Series X的游戏，并在活动前首次展示了“Xbox Series X优化”（“Series X Optimised”）标识。由于活动缺乏实机游戏视频展示，Xbox市场主管Aaron Greenberg随后为部分粉丝的失望致歉。发布会后，育碧透露游戏《刺客信条：英灵殿》将在Xbox Series X上以“至少30帧每秒”运行，并未达到微软宣称的60帧每秒的性能目标，微软随后澄清游戏由开发者决定如何利用机器的性能。5月13日，Epic Games公布了虚幻5（Unreal Engine 5）游戏引擎，新技术支持包括Xbox Series X的下一代主机，新引擎获得了Xbox部门负责人菲尔·斯宾塞的称赞。5月28日，Xbox Wire介绍了新主机将可以兼容进度、成就、好友以及配件。竞争产品索尼PlayStation 5于6月11日公布了游戏和机器外观，并宣布将提供没有光盘驱动器的PlayStation 5数字版。6月15日，Xbox Wire公布了购买一次即可在新旧两代主机上游玩的智能分发（Smart Delivery）功能。6月25日，Xbox Wire介绍了支持“为Xbox Series X优化”标签，并给出了支持的游戏列表。7月14日，Xbox Wire介绍了包括SSD，硬件解压缩，DirectStorage API在内的Xbox Velocity Architecture。微软随后还确认新主机不再支持Kinect游戏。

7月24日，微软举办Xbox Games Showcase活动，展示了包括《光环：无限》、《腐烂国度3》、《Forza Motorsport》在内的众多游戏。其中，受玩家期待的《光环：无限》由于画面真实度和制作完成度饱受争议，并于8月宣布推迟至2021年发售。8月11日，微软宣布Xbox Series X将于11月发售。17日，微软参加Hot Chips 32学术讨论时介绍了新主机的系统架构。在众多关于低配置版Xbox的信息泄露后，微软于9月8日公布了售价299美元的Xbox Series S，并在随后一天公布Xbox Series X售价499美元，11月10日发售。Xbox Series X的预购于9月22日开始。

10月末，鉴于早前Xbox Series X被调侃外形酷似电冰箱，微软制作了三台Xbox Series X外形的电冰箱，分别送给YouTube视频创作者iJustine、说唱歌手Snoop Dogg以及一名推特中奖用户。10月28日，AMD发布了RDNA 2架构的RX 6000系列显卡，微软表示Xbox Series X|S将是仅有的能够完全支持RDNA 2硬件能力的次世代游戏机。

2022年10月11日消息，为庆祝《耻辱》系列游戏推出 10 周年，微软和贝塞斯达宣布将赠送一款定制的 Xbox Series X 游戏机。

2023年6月9日，微软在 Summer Game Fest 夏日游戏节发布了与跑车制造商保时捷合作的限量版主机与手柄。

Xbox Series X拥有以下新功能特性

可变速率着色（VRS）

Xbox Series X正在使用“VRS的专利形式，使开发人员能够更有效地利用Xbox Series X的全部功能”。与其将GPU周期均匀地花费在屏幕上每个像素上，不如将GPU对特定游戏角色或重要环境对象的各个效果进行优先排序。此技术可实现更稳定的帧速率和更高的分辨率，而不会影响最终图像质量。

VRS是一项新技术，已被证明可以渲染出更清晰的图像，而对硬件的性能影响较小。

硬件加速的DirectX光线跟踪

可以期待由硬件加速的DirectX光线追踪支持的更动态、更逼真的环境，这是主机游戏的第一次尝试。这意味着在探索游戏世界时会实时获得逼真的照明、准确的反射和逼真的声音。

微软在使光线追踪与Direct X 12兼容方面的工作对于PC游戏玩家来说至关重要，但是主机游戏玩家将可以从中受益。

快速恢复

新的“快速恢复”功能使你几乎可以在暂停状态下继续进行多个游戏，而无需等待很长的加载屏幕时间，就可以将自己返回到原处和所从事的状态。

动态延迟输入（DLI）

Xbox正在从Xbox无线控制手柄开始优化玩家到控制主机管道中的延迟，Xbox无线控制器在连接到控制主机时会利用高带宽专有无线通信协议。动态延迟输入（DLI）是一项新功能，可将输入立即与显示的内容同步，控件更加精确和响应迅速。

HDMI 2.1创新

Xbox已与HDMI论坛和电视制造商合作，通过自动低延迟模式（ALLM）和可变刷新率（VRR）等功能实现最佳游戏体验。ALLM允许Xbox One和Xbox Series X自动将连接的显示器设置为最低延迟模式。VRR将显示器的刷新率与游戏的帧率同步，从而保持流畅的视觉效果而不会撕裂。确保最小的延迟和最及时的游戏体验。

120 fps支持

Xbox Series X支持高达120 fps帧率，使开发人员可以超过标准的60 fps输出，从而支持增强的真实感或快节奏的动作。

智能分配

这项技术使你能够一次购买一款游戏，并且明白无论你是在Xbox One还是Xbox Series X上玩游戏-不论你使用哪种Xbox，都可以得到该游戏的正确版本。Xbox承诺在所有独家Xbox Game Studios游戏作品（包括Halo Infinite）上使用Smart Delivery，以确保你只需要购买一次，即可为他们选择在任何Xbox主机畅玩最佳的可用版本。这项技术适用于所有开发人员和发行商，他们可以选择将其先用于Xbox One上发行，然后再在Xbox Series X上发行推广。

手柄较上一代添加了“分享”按键，且引入了“Xbox Elite Wireless Controller Series 2”手柄的改进版十字键。

Xbox Series X采用微软DirectX 12 Ultimate图形API。

2020年3月16日，微软公布了Xbox Series X的详细规格参数。对比前一代产品Xbox One X，产品的CPU和GPU分别提供了4倍和2倍的性能，并在Xbox系列中首次搭载了NVMe固态硬盘。接口上，产品取消了HDMI输入端口和S/PDIF音频端口。