単結晶試料にX 線を入射すると、結晶構造を反映した回折点が得られる。この回折点の位置および強度から、結晶構造解析が行われる。構造解析により、原子の三次元座標（立体構造）や原子間距離・結合距離、三次元の電子密度などの情報が得られる。数十〜数百mm サイズの単結晶試料が作成出来れば、3 時間程度で測定〜解析が行える。