X射線衍射儀室主要設備有理學SmartLab系列X射線衍射儀、高分辨X射線顯微鏡。實驗室位于明德樓D102。

SmartLab系列X射線衍射儀是當今世界高性能的多功能的X射線衍射儀，采用了理學獨創的CBO交叉光學系統、自動識别所有光學組件、樣品台、智能的測量分析軟件SmartLab Guidance，可以廣泛應用于各種材料結構分析的各個領域。設備可進行常規的物相分析、微區樣品物相分析、織構及殘餘應力測定，配備100μm微區化學分析儀及Anton paar高溫熱台附件。

高分辨X射線顯微鏡可對各類金屬材料、複合材料、生物組織（動物組織、植物組織）、油氣地質及半導體樣品進行高分辨無損三維成像及組織表征。設備采用閉管透射式X射線源，為滿足大樣品高分辨率及原位實驗需求，系統應采用光學＋幾何二級放大架構，系統應具有襯度能夠區分密度相近的物質；配合機器的三維數據采集、控制、重構及可視化軟件以三維立體圖像及二維虛拟切片的形式，清晰、準确、直觀地展示各類樣品内部的亞微米級及以上的物質三維形貌（包括樣品内部不同相結構、内部孔隙、微裂紋等均可清晰展示）。同時可拓展為在原位加載的情況下對樣品三維組織形貌進行測試。