Monokromatisk röntgenstrålning, företrädesvis från röntgenrör, riktas mot provet. Den från provet spridda röntgenstrålningen, som en funktion av spridningsvinkeln, uppvisar ett interferensmönster som beror av atomavstånden i provet. Det är elektronerna runt atomerna som orsakar spridningen, och förekomsten av karakteristiska atomavstånd i t.ex. en vätska ger därför upphov till systematiska vinkelberoende