（1）物相分析是X射線衍射在金屬中用得zui多的方面，又分為定性分析和定量分析。定性分析是把對待測材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物相的衍射數據進行比較，以確定材料中存在的物相；定量分析則根據衍射花樣的強度，確定待測材料中各相的比例含量。

 

（2）精密測定點陣參數常用于相圖的固態溶解度曲線的繪制。溶解度的變化往往引起點陣常數的變化；當達到溶解限后，溶質的繼續增加引起新相的析出，不再引起點陣常數的變化。這個轉折點即為溶解限。另外點陣常數的精密測定可獲得單位晶胞原子數，從而可確定固溶體類型；還可以計算出密度、膨脹系數等有用的物理常數。

 

（3）取向分析包括測定單晶取向和多晶的結構（如擇優取向）。測定硅鋼片的取向就是一例。另外，為研究金屬的范性形變過程，如孿生、滑移、滑移面的轉動等，也與取向的測定有關。

 

（4）晶粒（嵌鑲塊）大小和微觀應力的測定由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化，它直接影響材料的性能。

 

（5）宏觀應力的測定宏觀殘留應力的方向和大小，直接影響機器零件的使用壽命。利用測定點陣平面在不同方向上的間距的改變，可計算出殘留應力的大小和方向。

 

（6）對晶體結構不完整性的研究包括對層錯、位錯、原子靜態或動態地偏離平衡位置，短程有序，原子偏聚等方面的研究（見晶體缺陷）。

 

（7）合金相變包括脫溶、有序無序轉變、母相新相的晶體學關系，等等。

 

（8）結構分析對新發現的合金相進行測定，確定點陣類型、點陣參數、對稱性、原子位置等晶體學數據。

 

（9）液態金屬和非晶態金屬研究非晶態金屬和液態金屬結構，如測定近程序參量、配位數等。

 

（10）特殊狀態下的分析在高溫、低溫和瞬時的動態分析。