冰，催化剂，吸附剂 在内的许多物质都可以形成晶体，X射线晶体学已经是许多学科的基本技术。在前十年这项技术主要被用于测量原子大小、化学键的类型和键长，以及其他的许多物质，尤其是矿物和合金。X射线晶体学也揭示了许多生物分子的结构和功能，例如维生素、药物、蛋白质以及脱氧核糖核酸（DNA）。X射线晶体学如今仍然是从原子尺度研究物质结构的主要方法。
研究方法.
概述（以高分子材料的X射线晶体学为主）.由于所有的原子都含有电子，并且X射线的波长范围为0.001－10纳米