單晶x射線衍射儀的被測對象為單晶體試樣，主要用于確定未知晶體材料的晶體結(jié)構(gòu)。基本原理：在一粒單晶體中原子或原子團(tuán)均是周期排列的。將X射線（如Cu的Kα輻射）射到一粒單晶體上會(huì)發(fā)生衍射，由對衍射線的分析可以解析出原子在晶體中的排列規(guī)律，也即解出晶體的結(jié)構(gòu)。
在試樣臺(tái)C處裝好試樣單晶x射線衍射儀線管焦點(diǎn)S發(fā)出，經(jīng)入射光闌系統(tǒng)A投射到試樣表面產(chǎn)生衍射，衍射線經(jīng)接收光闌系統(tǒng)B、F、G進(jìn)入計(jì)步器E。S、F在同一圓周（測角儀圓）上。試樣臺(tái)和計(jì)數(shù)器分別固定在兩個(gè)同軸的圓盤上，由兩個(gè)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。不斷改變θ，計(jì)數(shù)器沿測角儀圓運(yùn)動(dòng)，接收各衍射角2θ所對應(yīng)的衍射強(qiáng)度。
（1）單晶x射線衍射儀X射線探測器 —— 測量X射線強(qiáng)度的計(jì)數(shù)裝置；
計(jì)數(shù)器的主要功能是將X射線光子的能量轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。通常用于X射線衍射儀的輻射探測器有正比計(jì)數(shù)器、閃爍計(jì)數(shù)器和位敏正比探測器。
（2）單晶x射線衍射儀X射線系統(tǒng)控制裝置 —— 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和各種電氣系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)。
X射線能對人體組織造成傷害，在自己做好防護(hù)措施的同時(shí)也要確保防護(hù)系統(tǒng)的安全性。對設(shè)備要定期進(jìn)行檢查維護(hù)，操作者要學(xué)習(xí)射線防護(hù)知識，同時(shí)也要接受射線職業(yè)健康檢查。