X光衍射技術
X光衍射（X-ray diffraction）技術可以用於研究分子的構象或形態 。X光衍射技術是基於X光在穿過長程有序物質所發生的彈性散射。“衍射動力學理論”對晶體的散射現象給出了更為複雜的描述。以下列出的是X光衍射的相關技術：
•單晶X射線衍射：用於解析晶態物質中分子的整體結構，研究範圍可以從小的無機小分子到複雜的大分子，如蛋白質；可用單色性X光（德拜法）或連續波長X光（即“勞厄法”）進行研究。
•粉末衍射：也是一種獲得晶體（微晶）結構的方法，所用樣品為多晶態或粉末固態晶體。粉末衍射通常用於鑑定未知物質，主要通過將衍射數據與衍射數據國際中心（International Centre for Diffraction Data，ICDD）中的衍射資料庫進行比較。這一技術或可用於鑑定非均一態的固體混合物，確定其中含量相對豐富的晶態物質；而且，當與格線修正技術（如Rietveld修正）連用時，還可以提供未知物質的結構信息。粉末衍射也是確定晶態物質晶系的常用方法，並可用於測定晶體顆粒的大小。
•薄膜衍射。
•X射線極圖分析：用於分析和測定晶態薄膜樣品中晶態方位。
•X射線回擺曲線分析法：用於定量測量晶態物質的粒度大小和鑲嵌度散布。
散射技術
彈性散射
即使是非晶態物質（非長程有序），也可能可以用依賴於單色性X光的彈性散射的方法來研究：
•小角X射線散射：在散射角2θ接近0°時，對樣品的X射線散射強度進行測量，以獲取納米到微米量級上的分子結構信息。
•X射線反射率：用於分析和測定單層或多層薄膜的厚度、粗糙度和密度。
•廣角X射線散射：測量散射角2θ大於5°。
非彈性散射
當非彈性散射的X射線的能量和角度被監測時，相關的散射技術就可以用於探測物質的能帶結構：
•康普頓散射。
•共振非彈性X射線散射。
•X射線拉曼散射。
