X射線顯微鏡是一種利用 X 射線對微觀物體進行成像的儀器，能將肉眼無法分辨的微觀結構放大以便觀察研究。它結合了傳統CT技術與光學顯微技術，通過閃爍體將X射線信號轉化為可見光信號，再利用光學系統和高靈敏度、高分辨率的CCD相機得到數字圖像。
X 射線顯微鏡的成像原理與光學顯微鏡基本相同，遵從幾何光學原理。其關鍵部件是起成像和放大作用的光學元件，由于 X 射線波長很短，在玻璃和一般物質界面上的折射率均接近 1，所以不能用玻璃透鏡，通常用波帶片作為成像放大元件。此外，它還利用吸收襯度和位相襯度成像，通過 CCD 等面探測器探測 X 射線，從而實現對微觀物體的成像。
主要結構
光源：常用的有實驗室 X 射線光源、直線加速器和同步輻射裝置。實驗室光源如高功率旋轉陽極 X 射線管、細聚焦 X 射線管等，光亮度較低；同步輻射光源既近平行又高強度，且波長可調，是理想的光源。
聚焦元件：常用多層膜反射聚焦鏡和波帶片，可使光斑尺寸變小、亮度加大。毛細管也可作為聚焦元件，基于 X 射線在毛細管內壁上的全反射來改變 X 射線的前進方向，實現聚焦。
成像放大元件：一般為波帶片，由兩套不同材料制成的同心圓環交替排列構成，可對 X 射線進行成像和放大。
探測器：包括感光膠片、影像板、影像增強器、半導體探測器(CCD)等，用于探測透過樣品的 X 射線，將其轉化為可記錄和分析的信號。
維護保養：
光學部件維護
鏡頭清潔：使用專用擦鏡紙和光學清潔劑(如二甲苯)擦拭鏡頭，避免直接用手觸摸或使用粗糙工具。
油鏡處理：使用后需及時用擦鏡紙吸干介質油，再用二甲苯清潔并擦干。
機械部件保養
輕拿輕放：搬運時一手握鏡臂，一手扶鏡座，避免震動。
定期檢查：緊固機械部件，更換磨損嚴重的零件(如旋轉臺、升降臺等)
