Les instruments XRF utilisent les rayons X pour « exciter » un matériau afin de caractériser sa composition en identifiant des éléments dans l'échantillon (analyse qualitative) ou en déterminant la force d'un élément dans l'échantillon (analyse quantitative)

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La diffraction des rayons X est le moyen le plus efficace et le plus largement utilisé, et la diffraction des rayons X est la première méthode utilisée par l'homme pour étudier la microstructure de la matière.

Les rayons X sont un type de rayonnement électromagnétique à courte longueur d'onde, entre les rayons ultraviolets et gamma, qui a été développé par le physicien allemand WK. Il a été découvert par Roentgen en 1895, il est donc également appelé rayons Roentgen.

La technologie de diffraction des rayons X est largement utilisée dans l'industrie chimique, la recherche scientifique, la production de matériaux et d'autres domaines en raison de sa précision de mesure non destructive, sans pollution, rapide et élevée et de sa grande quantité d'informations sur l'intégrité du cristal.

Lorsque la diffraction des rayons X est projetée dans un cristal sous forme d'onde électromagnétique, elle est diffusée par les atomes du cristal, et les ondes diffusées semblent émaner du centre des atomes, et les ondes diffusées émises depuis le centre de chaque atome sont similaires aux ondes sphériques source.

Le diffractomètre à rayons X, également connu sous le nom de diffractomètre à cristal de rayons X, en abrégé XPD ou XRD, est un instrument permettant d'étudier la microstructure interne de la matière. Le diffractomètre à rayons X présente les avantages d'une haute précision, d'une grande stabilité et d'un fonctionnement pratique.

La diffraction des rayons X (DRX) est une méthode majeure pour étudier la phase et la structure cristalline d'une substance. Lorsqu'une substance (cristalline ou non cristalline) est analysée par diffraction, la substance est irradiée par des rayons X pour produire différents degrés de phénomène de diffraction, la composition du matériau, le type de cristal, le mode de liaison intramoléculaire, la configuration moléculaire, la conformation et d'autres caractéristiques du matériau déterminent le diagramme de diffraction spécifique de la substance.