X射線衍射儀是利用衍射原理，準確測定物質的晶體結構，織構及應力，準確的進行物相分析，定性分析，定量分析。廣泛應用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教學，材料生產等領域。
X射線衍射儀的形式多種多樣，用途各異，但其基本構成很相似，主要部件包括4部分。
1、高穩定度X射線源提供測量所需的X射線，改變管陽極靶材質可改變波長，調節陽極電壓可控制X射線源的強度。
2、樣品及樣品位置取向的調整機構系統樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。
3、射線檢測器檢測衍射強度或同時檢測衍射方向，通過儀器測量記錄系統或計算機處理系統可以得到多晶衍射圖譜數據。
4、衍射圖的處理分析系統，現代X射線衍射儀都附帶安裝有衍射圖處理分析軟件的計算機系統，它們的特點是自動化和智能化。
X射線衍射儀主要的應用有一下幾個方面：
1、科學
研究和發展先進材料，這項工作涉及研究各種物質的特性和使用，如金屬，陶瓷和塑料，應用范圍從空間科學和國防科技到消費類產品。X射線衍射（XRD）是研究先進材料的主要技術，包括下列功能：相的識別和定量，相的結晶度判定，晶體結構，晶體取向和織構，極圖等。這些功能的非環境條件影響也同XRD技術一起經常研究。搜索可針對各種樣品類型，從粉末到各種形狀和尺寸的固體材料，液體和半導體晶片。
2、地質，礦產和采礦
在研究行星進程和地球構造過程中，地理學家們需要分析巖石和礦物樣品的組成。分析技術如：小點激發，分布分析和無標定量分析，日漸成為地質研究及礦物學研究領域內的主要儀器。
3、金屬
鑄造廠，冶煉廠和鋼廠還有金屬行業的其他方面都是連續生產并要求日夜控制生產和進料出料的質量。合金的化學含量，殘余應力是與結構失效相關的重要特征。具有的空間分辨率和測量硬化材料的能力提供了非接觸式測量。
4、涂層
現代生活的每個環節都得益于涂層或薄膜技術。無論是集成電路芯片上的阻擋層薄膜還是鋁制飲料罐上的涂層，X射線是研發，產品過程控制和質量保證不可缺少的分析技術。