Está basada en las interferencias ópticas que se producen cuando una radiación monocromática atraviesa una rendija de espesor semejante a la longitud de onda de la radiación. Los Rayos X tienen longitudes de onda de Angstroms, similares a las distancias interatómicas de los componentes de las redes cristalinas, lo que permite utilizar esta técnica como método para explorar la estructura de los minerales.

Una fase cristalina dada siempre produce un patrón de difracción característico, bien esté en estado puro o como constituyente de una mezcla. Este hecho es la base para el uso de la difracción como método de análisis cualitativo.

El análisis cualitativo se realiza mediante la identificación del patrón de esa fase. Para la identificación cualitativa se usa la base de datos ICDD, esta base de datos contiene datos de distancia interplanar además de información cristalográfica de diversos materiales.

A partir del difractograma de una muestra la búsqueda se realiza mediante ordenador y consiste en identificar los patrones que mejor se ajustan a los picos del difractograma, mediante los picos de mayor intensidad en el difractograma, a partir de estos picos también se da el análisis cuantitativo.