Poco después de su descubrimiento, los rayos X se utilizaron, por ejemplo, para analizar la estructura de los cristales. Las distancias atómicas en un cristal son del mismo orden de magnitud que la longitud de onda de los rayos X. Cuando la luz de rayos X incide en un cristal, se difracta en distintas direcciones en los planos periódicos de la red cristalina. La disposición geométrica de los átomos en el cristal puede calcularse analizando estas direcciones.