Kort fortalt går metoden ut på å sende en røntgenstråle slik at den treffer en krystall og spres i mange retninger før de til slutt treffer en detektorplate. Denne blir så avlest, og man finner da vinklene og intensitetene på strålene. Ut ifra dette kan man lage et tredimensjonalt bilde av tettheten på elektronene i krystallen. Dette bildet bruker man til å bestemme den gjennomsnittlige posisjonen til atomene i kystallen, de kjemiske bindingene mellom atomene og annen informasjon.