X射線衍射儀的波長和晶體內部原子面之間的間距相近，晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即一束X射線照射到物體上時，受到物體中原子的散射，每個原子都產生散射波，這些波互相干涉，結果就產生衍射。衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上加強，在其他方向上減弱。分析衍射結果，便可獲得晶體結構。
 

　　X射線衍射儀的形式多種多樣，用途各異，但其基本構成很相似，為X射線衍射儀的基本構造原理圖，主要部件包括4部分。
 

　　(1)高穩(wěn)定度X射線源提供測量所需的X射線,改變X射線管陽極靶材質可改變X射線的波長,調節(jié)陽極電壓可控制X射線源的強度。
 

　　(2)樣品及樣品位置取向的調整機構系統(tǒng)樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。
 

　　(3)射線檢測器檢測衍射強度或同時檢測衍射方向,通過儀器測量記錄系統(tǒng)或計算機處理系統(tǒng)可以得到多晶衍射圖譜數(shù)據(jù)。
 

　　(4)衍射圖的處理分析系統(tǒng)現(xiàn)代X射線衍射儀都附帶安裝有專用衍射圖處理分析軟件的計算機系統(tǒng),它們的特點是自動化和智能化。
 

　　X射線衍射儀應用領域：
 

　　金屬固溶體、合金相結構、氧化物相合成、材料結晶狀態(tài)、金屬合金化、金屬合金薄膜與取向焊接金屬相、各種纖維結構與取相、結晶度、原料的晶型結構檢驗、金屬的氧化、各種陶瓷與合金的相變、晶格參數(shù)測定、非晶態(tài)結構、納米材料粒度、礦物原料結構、建筑材料相分析、水泥的物相分析；
 

　　非金屬材料的X射線衍射技術可以分析材料合成結構、氧化物固相相轉變、電化學材料結構變化、納米材料摻雜、催化劑材料摻雜、晶體材料結構、金屬非金屬氧化膜、高分子材料結晶度、各種沉積物、揮發(fā)物、化學產物、氧化膜相分析、化學鍍電鍍層相分析等。