Quan un feix de raigs X incideix sobre un cristall, els raigs X surten desviats amb la mateixa longitud d’ona amb direccions molt determinades. A partir de l’estudi d’aquestes direccions i de les seves intensitats relatives es pot arribar a saber quina és la seva cel·la unitat i determinar la seva estructura cristal·lina, és a dir la posició dels àtoms dins aquesta cel·la.
Els difractòmetres han anat evolucionant amb el pas del temps. Els més antics tenien per detector una pel·lícula fotogràfica (vegeu cambra de Weissenberg i cambra de precessió).
Modernament els experiments de difracció es duen a terme en el difractòmetre automàtic de monocristall on el sistema de detecció dels raigs X difractats és un detector electrònic. A nivell funcional un difractòmetre automàtic de monocristall consta de 4 blocs fonamentals:
- El sistema de generació de raigs X, que inclou el monocromador que produeix una radiació monocromàtica;
- El goniòmetre: un sistema d’elevada precisió que permet situar el cristall, el detector i la font de raigs X en diferents orientacions relatives;
- El detector que mesura la intensitat dels raigs X difractats en cada direcció. El detector és la part que ha evolucionat més en els darrers anys. Inicialment eren de tipus puntual i havien de fer les mesures (milers d’intensitats) una per una. Modernament s’han desenvolupat detectors bidimensionals que han reduït el temps en un ordre de magnitud;
- El bloc de control i emmagatzemament de dades constituït per un ordinador.
