在2.7.2节X射线晶体学部分，我们提到：因晶体中的原子呈周期性排列、堆垛紧密，Max Von Laue等科学家就把晶体当作天然光栅来判定X射线究竟是波还是粒子。后来，Bragg父子等用X射线测定了很多晶体的结构，如NaCl、硅酸盐晶体等。在此过程中，Bragg父子提出了著名的Bragg公式：

式中，dhkl为（hkl）晶面的面间距；θ为入射线与晶面的夹角（也叫衍射角或方位角）；λ为X射线的波长，n=1，2，3，…。

在粉末衍射法中，采用一定波长的X射线照射固定的晶体材料时，波长λ不变。对每一晶面族而言，总有某些小晶体，其（hkl）晶面族与入射线的方位角θ正好满足Bragg公式的条件而产生衍射和干涉。不同晶面族的衍射角θ不同。早期，人们采用胶片来接受多晶粉末衍射的X射线，如德拜法。不同（hkl）晶面族衍射的X射线在胶片上呈一系列同心圆。一个圆对应一个晶面族（hkl）。靠近圆心的圆为低角度衍射，远离圆心的为高角度衍射。现在，我们通常采用衍射仪而不用胶片。衍射仪将X射线的衍射强度I和衍射角θ转换为电信号，然后描绘出强度I随衍射角2θ变化的图谱。该图谱中有一系列衍射峰。一个强衍射峰对应一个晶面族（hkl）。(www.daowen.com)

大晶粒有较多的晶胞数，且其缺陷越少、结晶越完整，则胶片上的衍射环宽度小而清晰，尤其是低角度的衍射更是如此。这主要是X射线在晶体中产生了较强的衍射。相反，晶体尺寸小，晶胞数减少，则衍射环宽度会变大且模糊，即发生了宽化。晶体缺陷多，也会引起衍射环宽化。而在衍射仪法中，窄而尖锐的衍射峰表明X射线在该衍射角和其对应晶面产生了较强的衍射，即晶面结晶完整、缺陷少。而不尖锐或宽化的衍射峰表明晶面结晶不完整、缺陷多。