Uma das técnicas mais valiosas usada na área de determinação de estrutura é a difração de nêutrons. Essa técnica é análoga à difração de raio-x, mas há uma grande diferença: os raios são fortemente espalhados somente por altas concentrações de elétrons.

Assim, átomos como o de hidrogênio que têm poucos elétrons são difíceis ou mesmo impossíveis de serem localizados no cristal pelo uso da difração de raio x. por outro lado, nêutrons são espalhados não pelos elétrons mas sim pelo núcleo e podem ser usados para localizar a posição de elementos leves, mesmo hidrogênio, em estruturas sólidas.

Apesar da forma externa de um cristal fornecer indicações valiosas sobre a sua estrutura interna, a maioria dos conhecimentos sobre as estruturas dos materiais cristalinos provém de uma técnica com grandes recursos, a difração de raio x.

Os raios x são difratados por um cristal porque os elétrons dos seus átomos absorvem a radiação e então servem como fontes secundárias que reemitem radiação em todas as direções. As ondas reemitidas reforçam-se mutuamente em algumas direções e se cancelam em outras.