• منبع اشعه ایکس

در آنالیز XRD معمولاً به یک منبع اشعه ایکس تک‌فام (لامپ تولید پرتو) نیاز است که در شیوه‌های متداول از لوله اشعه ایکس (x-ray tube) استفاده می‌شود. اشعه ایکس به صورت واگرا با زاویه بر روی نمونه مجهول می تابد و پرتو پراشیده به صورت همگرا با زاویه نسبت به نمونه، پس از عبور از اپتیک، وارد آشکار ساز می شود.

• پراش سنج

دستگاه پراش اشعه ایکس از یک دایره فلزی به نام پراش سنج تشکیل شده است که نمونه مورد نظر در مرکز آن قرار گرفته و بر روی یک سکوی قابل چرخش قرار دارد که این سکو با چرخاندن نمونه به دور محور محوری عمود بر صفحه کاغذ باعث می شود تا نمونه مجهول زوایای مختلفی نسبت به پرتو اختیار کند.

• اپتیک

پرتوهای پراشیده ، قبل از ورود به آشکارساز لازم است از دریچه هایی عبور کنند که فلزی بوده و پرتو اولیه و ثانویه را متمرکز و هدایت می کنند. لازم است پرتو ایکس در هنگام خروج و قبل از ورود به آشکارساز به وسیله ی یک صافی فیلتر شوند تا پرتو ایکس نیز تک رنگ (تک فام) شود و پرتوهای فلوئورسانس تابیده شده از نمونه که مزاحم پراش سنجی هستند حذف شود و به آشکارساز وارد نشوند.

• آشکارساز

آشکارساز و دریچه های دریافت کننده پرتو ثانویه، بر روی قسمت های حمل کننده که می تواند به دور محور خود بچرخد قرار گرفته اند. زاویه بین پرتو ورودی به آشکار ساز و پرتو ابتدایی  است و بنابراین سیستم حمل کننده، بر روی مسیر درجه بندی شده ای با سرعت ۲ برابر سرعت گردش نمونه مجهول میچرخد.

پرتو دریافتی در آشکارساز به یک جریان الکتریکی متناسب تبدیل می شود. سپس یک سیستم تثبیت کننده، تغییرات شدت پرتو پراشیده را بر حسب زاویه  رسم می کند. آنچه که در پایان به عنوان الگوی پراش ، از پراش سنج به دست می آید، تغییر شدت پرتو بر حسب زاویه  است.

تحلیل داده ها

• تحلیل کیفی داده‌ها

مواد مختلف به دلیل چیدمان و نظم‌های متفاوت اتمی دارای الگوی پراش متفاوتی هستند. پس الگوی پراش هر ترکیب منحصر به فرد است. در یک ماده‌ی یکسان دارای فاز‌های کریستالی مختلف (مثلا کوارتز و شیشه که فازهای مختلفSiO2 هستند)، نیز الگوهای پراش متفاوت می‌باشد. بنابراین، با مطالعه‌ی زاویه‌ای که پیک‌های XRD در آن تشکیل می‌شوند و شدت نسبی هر پیک، می‌توان نوع مواد وفاز آنها را به صورت کیفی شناسایی کرد. مواد آمورف (بی‌شکل) مانند شیشه، پیک‌های مشخص تشکیل نمی‌دهند، در حالیکه مواد بلوری که ساختار منظمی دارند، پیک‌های مشخص در زوایای مشخص ایجاد می‌کنند.

• تحلیل کمی داده‌ها

به منظور آنالیز کمی، روش‌های مختلفی وجود دارد که به مرور زمان گسترش پیدا کرده‌اند. ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین روش، روش شرر است. روش‌های پیشرفته‌تر دیگری مانند ویلیامسون- هال و وارن- آورباخ نیز وجود دارند.
به منظور تحلیل کمی، ابتدا پیک های ماده را مشخص کرده، شدت و زاویه‌ی هر پیک از طیف‌های به دست آمده، استخراج می‌شود. با توجه به مشخصات، اکنون می‌توان با استفاده از قانون براگ، فاصله‌ی بین صفحات کریستالی (d)  را محاسبه کرد. با توجه به قانون براگ می‌توان دریافت که هرچه پیک در زاویه‌ی کمتر باشد، فاصله‌ی صفحات بیش تر است.