X射線衍射的方向體現(xiàn)在XRD譜的橫坐標,X射線衍射強度記錄在XRD譜的峰強,解析XRD譜可以獲得晶體結構、晶相晶系等的信息.
對無機材料測試研究、金屬材料、納米材料、超導材料、高分子材料等等應用領域都有很好的應用.
X射線衍射對無機材料、金屬的分析,常作的就是對材料的物相的定性分析,把對材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物質物相的衍射數(shù)據(jù)相比較,確定材料中存在的物相是什么物相?晶體結構是屬于立方晶體、四方晶體、六方晶體、三方晶體、正交晶體、三斜晶系、單斜晶系的那一種?空間點陣是14種空間點陣中的哪一種?
再進一步的就是進行X射線衍射物相定量分析,根據(jù)衍射花樣的強度,確定材料中各物相的含量,作出含量比例的計算判斷.
X射線衍射在金屬學、無機材料學、合金、納米材料等中的應用：
X射線衍射現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后,很快被用于研究金屬和合金的晶體結構,出現(xiàn)了許多具有重大意義的結果.如韋斯特格倫（A.Westgren）(1922年)證明α、β和δ鐵都是體心立方結構,β-Fe并不是一種新相；而鐵中的α—→γ轉變實質上是由體心立方晶體轉變?yōu)槊嫘牧⒎骄w,從而最終否定了β-Fe硬化理論.隨后,在用X射線測定眾多金屬和合金的晶體結構的同時,在相圖測定以及在固態(tài)相變和范性形變研究等領域中均取得了豐碩的成果.如對超點陣結構的發(fā)現(xiàn),推動了對合金中有序無序轉變的研究,對馬氏體相變晶體學的測定,確定了馬氏體和奧氏體的取向關系；對鋁銅合金脫熔的研究等等.目前 X射線衍射(包括散射)已經(jīng)成為研究晶體物質和某些非晶態(tài)物質微觀結構的有效方法.
精密測定點陣參數(shù) 常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測定.溶解度的變化往往引起點陣常數(shù)的變化；當達到溶解限后,溶質的繼續(xù)增加引起新相的析出,不再引起點陣常數(shù)的變化.這個轉折點即為溶解限.另外點陣常數(shù)的精密測定可得到單位晶胞原子數(shù),從而確定固溶體類型；還可以計算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù).
取向分析 包括測定單晶取向和多晶的結構（如擇優(yōu)取向）.測定硅鋼片的取向就是一例.另外,為研究金屬的范性形變過程,如孿生、滑移、滑移面的轉動等,也與取向的測定有關.
晶粒（嵌鑲塊）大小和微觀應力的測定 由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應力的大小.在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化,它直接影響材料的性能.
宏觀應力的測定 宏觀殘留應力的方向和大小,直接影響機器零件的使用壽命.利用測量點陣平面在不同方向上的間距的變化,可計算出殘留應力的大小和方向.
對晶體結構不完整性的研究 包括對層錯、位錯、原子靜態(tài)或動態(tài)地偏離平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究（如晶體缺陷）.晶體結構分析,材料的織構分析,晶粒大小、結晶度、應力等的測定.
合金相變 包括脫溶、有序無序轉變、母相新相的晶體學關系,等等.
結構分析 對新發(fā)現(xiàn)的合金相進行測定,確定點陣類型、點陣參數(shù)、對稱性、原子位置等晶體學數(shù)據(jù).主要用于固態(tài)物質的物相分析.
液態(tài)金屬和非晶態(tài)金屬 研究非晶態(tài)金屬和液態(tài)金屬結構,如測定近程序參量、配位數(shù)等.
特殊狀態(tài)下的分析 在高溫、低溫和瞬時情況下的動態(tài)分析.
此外,小角度散射用于研究電子濃度不均勻區(qū)的形狀和大小,X射線形貌術用于研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等,也得到了重視.