X射線照射到物質(zhì)上會產(chǎn)生散射，晶態(tài)物質(zhì)由于結(jié)構(gòu)上具有一定的周期性，會對X 射線產(chǎn)生的相干散射，即衍射現(xiàn)象。絕大多數(shù)固態(tài)物質(zhì)都是晶態(tài)或微晶態(tài)或準晶態(tài)物質(zhì)，都能產(chǎn)生 X 射線衍射。晶體的 X 射線衍射圖是晶體微觀結(jié)構(gòu)立體場景的一種物理變換，包含了晶體結(jié)構(gòu)的全部信息。
XRD是目前研究晶體結(jié)構(gòu)(如原子或離子及其基團的種類和位置分布，晶胞，形狀和大小等)最有力的方法。XRD特別適用于晶態(tài)物質(zhì)的物相分析。晶態(tài)物質(zhì)組成元素或基團如不相同或其結(jié)構(gòu)有差異，它們的衍射譜圖在衍射峰數(shù)目、角度位置、相對強度次序以至衍射峰的形狀上就顯現(xiàn)出差異。因此，通過樣品的 X 射線衍射圖與已知的晶態(tài)物質(zhì)的 X 射線衍射譜圖的對比分析便可以完成樣品物相組成和結(jié)構(gòu)的定性鑒定；通過對樣品衍射強度數(shù)據(jù)的分析計算，可以完成樣品物相組成的定量分析；另外，XRD 還可以測定材料中晶粒的大小或其排布取向（即材料的織構(gòu)）等。
不同的靶，其特征波長不同。衍射角（又常稱為 Bragg 角或2θ角）決定于實驗使用的波長（Bragg 方程）。使用不同的靶也就是所用的 X 射線的波長不同，根據(jù) Bragg 方程，某一間距為 d 的晶面族其衍射角將不同, 各間距值的晶面族的衍射角將表現(xiàn)出有規(guī)律的改變。因此，使用不同靶材的X射線管所得到的衍射圖上的衍射峰的位置是不相同的，衍射峰位置的變化是有規(guī)律的。
而一種晶體自有的一套d值是其結(jié)構(gòu)固有的、可以作為該晶體物質(zhì)的標志性參數(shù)。因此，不管使用何種靶材的 X 射線管，從所得到的衍射圖獲得的某樣品的一套d值，與靶材無關(guān)。衍射圖上衍射峰間的相對強度主要決定于晶體的結(jié)構(gòu)，但是由于樣品的吸收性質(zhì)也和入射線的波長有關(guān)。因此同一樣品用不同靶所取得的圖譜上衍射峰間的相對強度會稍有差別，與靶材有關(guān)。
