На явлении дифракции рентгеновских лучей основаны такие методы исследования, как рентгеноструктурный анализ и порошковая рентгеновская дифракция. В основе рентгеноструктурного анализа лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической решетке отдельного монокристалла. Метод позволяет определять атомную структуру вещества, включающую в себя пространственную группу элементарной ячейки, ее размеры и форму, а также определить группу симметрии кристалла. Порошковая рентгеновская дифракция — метод исследования структурных характеристик материала при помощи дифракции рентгеновских лучей на порошке или поликристаллическом образце исследуемого материала. Результатом исследования является зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния. Метод позволяет определять качественный и полуколичественный состав образца, параметры элементарной ячейки образца, текстуру материала, размеры кристаллитов (области когерентного рассеяния) поликристаллического образца.