X射線衍射儀的形式多種多樣，用途各異，但其基本構成很相似，為X射線衍射儀的基本構造原理圖，主要部件包括4部分。

（1） 高穩定度X射線源　提供測量所需的X射線, 改變X射線管陽極靶材質可改變X射線的波長, 調節陽極電壓可控制X射線源的強度。

（2） 樣品及樣品位置取向的調整機構系統　樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。

（3） 射線檢測器　檢測衍射強度或同時檢測衍射方向, 通過儀器測量記錄系統或計算機處理系統可以得到多晶衍射圖譜數據。

（4） 衍射圖的處理分析系統　現代X射線衍射儀都附帶安裝有專用衍射圖處理分析軟件的計算機系統, 它們的特點是自動化和智能化。