Khoáng vật học là một ngành khoa học nghiên cứu về khoáng vật. Cụ thể ngành khoa học này nghiên cứu về tính chất hóa học, đặc điểm vật lý (bao gồm cả các tính chất quang học) và cấu tạo tinh thể của khoáng vật.

Thiết bị XRD thường được sử dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm trong lĩnh khai khoáng và địa chất học nhằm phân tích các đặc tính của các thành phần khoáng chất, trong khi đó các thiết bị XRF thường được sử dụng để phân tích thành phần hóa học. Tính chất cơ bản và tính chất pha của các vật liệu địa chất là các yếu tố nền tảng quang trọng nhằm đánh giá các nguồn dự trữ tự nhiện và tiềm năng khai thác cho các nhu cầu khai khoáng và xử lý công nghiệp.

Phương pháp phân tích XRD là phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu hiện đại được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Thiết bị XRD có hiệu quả cao trong xác định cấu trúc của các khoáng vật được hình thành trong các quá trình biến đổi nhiệt dịch, quá trình phong hóa đá và quặng trong điều kiện nhiệt đới ẩm như ở nước ta với sự hình thành các khoáng chất mới, có tính chất đặc thù và hướng sử dụng mới với tính năng tốt hơn nhiều so với khoáng vật nguyên sinh. XRD cũng hỗ trợ nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc của các loại khoáng sét làm nguyên liệu sản xuất vật liệu hấp thụ và siêu hấp thụ, mỹ phẩm cao cấp...

Một số các kỹ thuật phân tích khác được sử dụng nhằm nghiên cứu đặc tính các vât liệu địa chất tùy thuộc vào nguyên tố cần quan tâm, hàm lượng và ở các phân đới khoáng cụ thể. Các kỹ thuật XRF, ICP-OES, ICP-MS và những kỹ thuật khác là công cụ vô cùng thiết yếu nhằm cung cấp một cách tổng thể các thông tin về những nguyên tố chính, các nguyên tố vi lượng hay các nguyên tố vết.