自1896年X射線被發現以來，可利用X射線分辨的物質系統越來越複雜。從簡單物質系統到複雜的生物大分子，X射線已經為我們提供了很多關於物質靜態結構的信息。此外，在 各種測量方法中，X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高、能得到有關晶體完整性的大量信息等優點。由於晶體存在的普遍性和晶體的特殊性能及其在計算機、航空航天、能源、生物工程等工業領域的廣泛套用，人們對晶體的研究日益深入，使得X射線衍射分析成為研究晶體最方便、最重要的手段。
運動學衍射理論
Darwin的理論稱為X射線衍射運動學理論。該理論把衍射現象作為三維Frannhofer衍射問題來處理，認為晶體的每個體積元的散射與其它體積元的散射無關，而且散射線通過晶體時不會再被散射。雖然這樣處理可以得出足夠精確的衍射方向，也能得出衍射強度，但運動學理論的根本性假設並不完全合理。因為散射線在晶體內一定會被再次散射，除了與原射線相結合外，散射線之間也能相互結合。Darwin不久以後就認識到這點，並在他的理論中作出了多重散射修正。
動力學衍射理論
Ewald的理論稱為動力學理論。該理論考慮到了晶體內所有波的相互作用，認為入射線與衍射線在晶體內相干地結合，而且能來回地交換能量。兩種理論對細小的晶體粉末得到的強度公式相同，而對大塊完整的晶體，則必須採用動力學理論才能得出正確的結果。
衍射方法
研究晶體材料，X射線衍射方法非常理想非常有效，而對於液體和非晶態物固體，這種方法也能提供許多基本的重要數據。所以X射線衍射法被認為是研究固體最有效的工具。在各種衍射實驗方法中，基本方法有單晶法、多晶法和雙晶法。
單晶衍射法
單晶X射線衍射分析的基本方法為勞埃法與周轉晶體法。
