X線顕微鏡はX線を用いてミクロ物体を画像化する装置であり、肉眼では見分けられないミクロ構造を拡大して観察研究することができる。従来のCT技術と光学顕微鏡技術を結合し、シンチレータを通じてX線信号を可視光信号に変換し、光学系と高感度、高解像度のCCDカメラを再利用してデジタル画像を得る。
X線顕微鏡の結像原理は光学顕微鏡と基本的に同じで、幾何光学原理に従う。その重要な部品はイメージングと増幅の役割を果たす光学素子であり、X線の波長は短く、ガラスと一般物質の界面での屈折率はいずれも1に近いため、ガラスレンズではなく、通常は波長帯シートをイメージング増幅素子として用いている。また、吸収ライニングと位相ライニングを利用して画像化し、CCDなどの面検出器を通じてX線を検出することで、ミクロ物体の画像化を実現しています。
しゅこうぞう
光源：よく使われるのは実験室X線光源、直線加速器、同期放射装置である。実験室の光源、例えば高出力回転陽極X線管、細焦点X線管など、光輝度は比較的に低い、シンクロトロン放射光源は近平行で高強度であり、波長が調整可能であり、理想的な光源である。
フォーカス素子：多層膜反射フォーカスミラーと波長帯シートを常用し、スポットサイズを小さくし、輝度を大きくすることができる。毛細管は、毛細管内壁におけるX線の全反射に基づいてX線の進行方向を変化させ、集束を実現する集束素子としてもよい。
イメージング増幅素子：一般的には波長帯シートであり、2セットの異なる材料で作られた同心円環が交互に配列されて構成され、X線をイメージングし、増幅することができる。
検出器：感光フィルム、映像板、映像増強器、半導体検出器（CCD）などを含み、サンプルを透過したX線を検出し、記録と分析可能な信号に変換する。
メンテナンス：
光学部品の保守
レンズクリーニング：専用の鏡拭き紙と光学クリーナー（キシレンなど）を使用してレンズを拭き、直接手で触ったり粗い工具を使用したりしないようにする。
油鏡処理：使用後は直ちに鏡拭き紙で媒体油を吸引し、キシレンで洗浄し、乾燥しなければならない。
機械部品の保守
軽く持って軽く置く：運搬時に片手でミラーアームを握り、片手でミラー座を支え、振動を避ける。
定期点検：機械部品を締め付け、摩耗の激しい部品（回転台、昇降台など）を交換する