A diffrakció a hullám kiterjedése, amikor az áthalad egy kis nyíláson vagy egy akadály körül. A diffrakció mértéke függ a hullám hullámhosszától és a nyílás vagy akadály méretétől.
Röntgensugarak esetében a hullámhossz olyan rövid, hogy a legtöbb tárgy nem diffrakciója el. A nyílásoknak vagy akadályoknak rendkívül kicsiknek, néhány nanométeres nagyságrendűeknek kell lenniük ahhoz, hogy eltereljék a röntgensugarakat. Ez az oka annak, hogy a röntgensugarakat nem diffrakciós rácsok vagy vékony filmek diffraktálják.
A röntgensugarakat azonban a kristályok elterelhetik. A kristályok atomjai szabályos elrendezésűek, és az atomok közötti távolság a röntgensugarak hullámhosszával azonos nagyságrendű. Ez azt jelenti, hogy a röntgensugarakat a kristályban lévő atomok elhajolhatják, és ez a diffrakció felhasználható a kristály szerkezetének meghatározására.