Kristallografia on tieteenala, joka tutkii aineiden rakennetta atomien ja molekyylien tasolla. Sen avulla selvitetään, miten rakenneosat ovat järjestyneet aineissa ja millaisia säännöllisiä rakenteita ne muodostavat. Tietoa rakenteesta saadaan mittaamalla aineeseen kohdistetun röntgen-, neutroni- tai elektronisäteilyn sirontaa.
Perinteisessä röntgendiffraktiossa tutkitaan yksittäisiä kiteitä tai jauhenäytteitä, jolloin voidaan määrittää tarkka kolmiulotteinen atomirakenne tai esimerkiksi tunnistaa jauhenäytteen sisältämät yhdisteet ja niiden suhteelliset määrät näytteessä. Muita röntgensirontaan perustuvia menetelmiä ovat SAXS (Small-Angle X-ray Scattering) ja WAXS (Wide-Angle X-ray Scattering). SAXS-menetelmä soveltuu erityisesti suurempien rakenteiden, kuten nanopartikkelien, huokoisten materiaalien tai biomolekyylien kokonaisrakenteen tutkimiseen. WAXS puolestaan antaa tietoa aineen atomitason järjestymisestä ja kiteisyydestä.
Näiden menetelmien avulla voidaan tutkia materiaalien rakennetta eri pituusskaaloissa, atomitasolta nanometreihin saakka. Kristallografiaa hyödynnetään laajasti esimerkiksi kemian, materiaalitieteen, biologian ja lääketieteen tutkimuksessa uusien materiaalien kehittämisessä sekä biomolekyylien rakenteen selvittämisessä.