XO-2b는 사자자리(Lynx) 방향에 위치한 광시야 쌍성계 XO-2의 구성원인 XO-2N 주위를 공전하는 외계 행성(엑소플래닛)이다. 이 행성은 2007년 Burke et al.에 의해 통과(트랜짓) 방법으로 발견되었으며, XO 망원경으로 발견된 두 번째 행성이다.
XO-2b는 질량이 목성의 약 57%이고 반지름이 목성의 약 97%인 가스 행성으로, 밀도는 약 0.82 g/cm³로 비교적 낮다. 행성 표면 온도는 약 1,200K(약 935°C)로 추정되며, 이에 따라 '뜨거운 목성(hot Jupiter)' 계열로 분류된다. 이러한 고온과 낮은 밀도는 모항성에 매우 가까이 공전하면서 강한 복사열에 의해 대기가 팽창한 결과로 해석된다.
궤도 특성에 따르면, XO-2b는 모항성으로부터 평균 약 0.0369 AU(약 552만 km) 거리에서 공전하며, 공전 주기는 약 2.62일이다. 이는 목성급 크기의 행성이 항성에 매우 근접하여 짧은 주기로 공전하는 전형적인 뜨거운 목성의 특성에 해당한다. 궤도 이심률은 0으로 보고되어 원형 궤도에 가깝다.
모항성 XO-2N은 G형 항성(G9V)으로, 약 4,600 AU 거리에 유사한 분광형의 쌍성 동반성 XO-2S를 두고 있다. 이 쌍성계 구조는 동일한 환경에서 서로 다른 항성 주위의 행성계를 비교 연구하는 데 유용한 대상으로 여겨진다.
과학적 연구 측면에서 XO-2b는 대기 분광 관측을 통한 연구가 활발히 이루어진 천체이다. 지상 기반 분광 관측을 통해 대기 중 알칼리 금속 원소(예: 칼륨)의 흡수 신호가 검출된 바 있으며, 이는 뜨거운 목성의 이온층 연구에 중요한 자료를 제공한다. 또한 NASA Exoplanet Archive와 SIMBAD 등 주요 천문 데이터베이스에 등재되어 있으며, NASA의 외계 행성 목록에도 수록되어 있다.