X射線衍射儀的工作原理是利用X射線的衍射現象來分析物質的結構。當X射線通過物質時，會與物質的原子產生相互作用，發生散射現象，散射波之間會有干涉作用。在空間中某些方向上的散射波會相互疊加，產生較強的衍射線；而在另一些方向上的散射波則互相抵消，不產生衍射線。因此，通過觀測衍射線，可以確定晶體內部原子或分子的排列情況。
具體來說，X射線衍射儀的X射線源發出X射線照射到樣品上，樣品可以是晶體、非晶體或復合材料等。樣品的位置和取向需要經過精確調整，以便獲得準確的衍射圖。當X射線通過晶體時，晶體中的原子或分子的間距與X射線波長相近，就會產生衍射現象。通過測量衍射角和X射線波長，可以計算出晶體層間距，進而了解晶體的結構和化學信息。
X射線衍射儀的主要組成包括高穩定度X射線源、樣品及樣品位置取向的調整機構系統、射線檢測器和衍射圖的處理分析系統。其中，射線檢測器用于檢測衍射后的X射線，并將其轉化為電信號。最后，通過處理分析系統對衍射圖進行分析和處理，獲得有關晶體的結構和化學信息。
X射線衍射儀的應用范圍非常廣泛，可以用于研究物質的晶體結構、非晶體結構、相變、應力、織構以及復合材料等。在材料科學、電子與通信技術、能源、環境等領域都有廣泛的應用。同時，X射線衍射儀也是現代科學技術中非常重要的分析手段之一，對于推動各行業的發展具有重要的作用。
