X선을 사용한 분석법의 총칭. 시료를 분해하거나 파괴하지 않고 분석할 수 있으며, 대부분 원래의 상태를 그대로 유지하면서 분석한다. 주로 시료에서 X선을 발생시켜 그 X선을 조사하는 분광 분석과, 조사된 X선이 시료 속의 원소에 의해 흡수되는 방법을 이용한 X선 흡수 분석이 있다. 이 흡수 분석은 단색 X선이나 연속 X선의 흡수량으로 양을 정한다. 또 시료 속을 투과한 X선을 이용한 사진 촬영으로 시료의 조직을 조사하는 방법을 라디오그라피라고 한다. 그 외에 X선 결정 해석법을 그대로 사용하여 결정의 X선 회절도에 의해서 분석하는 회절 분석법도 많이 사용한다. 이 방법은 결정의 원자가 3차원적으로 규칙 배열되어 있는데, 여기에 단색 X선을 조사하면 각 원자에 의해 산란된 X선 사이에 간섭이 일어난다. 이 회절 현상을 이용하는 방법이 X선 회절 분석이다. 이 결과 얻어지는 X선 회절 격자 도형 은 결정형이나 결정 공간마다 특유하기 때문에 그것으로 결정성 물질의 양과 구조 해석을 할 수 있다. 분광 분석 에는 시료에 가속 전자선을 닿게 하는 X선 방출 분광 분석법과 X선을 쬐어 생기는 형광 X선을 조사하는 형광 X선 분석법이 있는데, 이 중에 형광 X선 분석법을 많이 사용한다. 형광 X선 분석에서는 시료에 X선을 조사하면 각 원소에 고유한 형광 X선 스펙트럼이 시료 속의 원소에서 발생되는데, 이 스펙트럼의 파장과 세기로 원소의 종류와 함유량을 알 수 있다.