結晶にX線を照射すると回折現象が生じる。回折現象によって散乱されたX線は回折像をつくる。この回折像を調べると、物質の結晶構造、すなわち結晶に含まれた分子の形を調べることが可能となる。このように、X線回折を利用して結晶内部で原子がどのように配列しているかを決定する方法をX線結晶構造解析法という。