定義
布拉格方程是給出晶體X射線衍射條件的方程。2dsinθ=nλ，n=1,2…其中，d為晶面間距，θ為入射X射線與相應晶面的夾角，λ為X射線的波長，n為衍射級數，其含義是：只有照射到相鄰兩晶面的光程差是X射線波長的n倍時才產生衍射。上式表明，當晶面與X射線之間滿足上述幾何關係時，X射線的衍射強度將相互加強。
導出
布拉格方程用布拉格方程描述X射線在晶體中的衍射幾何時，是把晶體看作是出許多平行的原子面堆積而成、把衍射線看作是原子面對入射線的反射。這也就是說，在X射線照射到的原子面中，所有原子的散射波在原子面的反射方向上的相位是相同的，是干涉加強的方向。
先考慮同一晶面上的原子的散射線疊加條件。
一束平行的單色X射線以θ角照射到原子面AA上，如果入射線在LL1處為同周相，則面上的原子M1和M的散射線中，處於反射線位置的MN和M1N1在到達NN1時為同光程，干涉加強。由於M、M1是任意的，所以此原子面上所有原子散射波在反射方向上的相位均相同，這說明同一晶面上的原子的散射線，在原子面的反射線方向上是可以互相加強的。
由於X射線的波長短、穿透力強，因此X射線不僅可照射到晶體表面，使晶體表面的原子成為散射波源，而且可以照射到晶體內一系列平行的原子面使晶體內部的原子成為散射波源。如果相鄰兩個晶面的反射線的周相差為2π的整數倍（或光程差為波長的整數倍），則所有平行晶面的反射線可一致加強，從而在該方向上獲得衍射。入射線LM照射到AA晶面後，反射線為MN；另一條平行的入射線L1M2照射到相鄰的晶面BB後，反射線為M2N2。這兩束X射線到達NN2處的程差為：
δ=PM2+QM2如果晶面間距為d，則：
δ=dSinθ+dSinθ=2dSinθ
如果散射（入射）X射線的波長為λ，則在這個方向上散射線互相加強的條件為：
2dsinθ=nλ
討論
把衍射看成反射，是布拉格方程的基礎。但衍射是本質，反射僅是為了使用方便的描述方式。布拉格方程在解決衍射方向時是極其簡單而明確的。波長為λ的入射線，以θ角投射到晶體中間距d的晶面時，有可能在晶面的反射方向上產生反射（衍射）線，其條件為相鄰晶面的反射線的波程差為波長的整數倍。
衍射極限條件
掠射角θ的極限範圍為0°~90°，但過大或過小都會造成衍射的探測困難。套用
該方程是晶體衍射的理論基礎。是衍射分析中最重要的基礎公式，它簡單明確地闡明衍射的基本關係，套用非常廣泛。歸結起來，從實驗上可有兩方面的套用：一、用已知波長的X射線去照射未知結構的晶體，通過衍射角的測量求得晶體中各晶面的間距d，從而揭示晶體的結構，這就是結構分析（衍射分析）；
二、用已知晶面間距的晶體來反射從樣品發射出來的X射線，通過衍射角的測量求得X射線的波長，這就是X射線光譜學。該法除可進行光譜結構的研究外，從X射線波長尚可確定試樣的組成元素。電子探針就是按照這一原理設計的。
