X射线衍射分析是一种深入研究物质内部原子空间分布结构的重要手段。当特定波长的X射线照射到结晶性物质上时，它会因晶体内部原子或离子的规则排列而产生散射。这种散射在特定方向上会形成相位增强的衍射现象，反映出晶体结构的独特特征。这一现象可以通过布拉格方程（2d sinθ = nλ）来描述，其中λ是X射线的波长，θ是衍射角，d是晶体面的间隔，n是整数。通过测量已知衍射角下的波长，我们可以推算出面间隔，从而揭示原子或离子的有序排列方式，进行定性分析。
定量分析则依赖于对衍射X射线强度的比较。这种方法的特别之处在于，它能够揭示元素在化合物中的存在状态，以及原子间的结合方式，进一步实现价态分析。X射线衍射分析广泛应用于环境固体污染物的鉴定，例如大气颗粒物中的风砂和土壤成分，工业排放的金属及其化合物（如粉尘），汽车尾气中的卤化铅组成，以及水体沉积物或悬浮物中金属的形态等。
X射线衍射分析（X-ray diffraction，简称XRD），是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。