엑스선 회절(X‐ray diffraction, XRD) 또는 X선 회절은 결정격자를 통과한 X선의 회절을 나타낸 영상이다.
1912년 막스 폰 라우에가 이 현상을 발견하여 X선이 사실은 파장이 짧은 전자기파라는 것을 밝혔다.
거꾸로 이 현상을 이용해 물질의 결정 구조를 조사하는 것이 가능하다. 이러한 X선 회절의 결과를 해석해 결정 내부의 원자가 어떤 배열을 하고 있는가를 밝히는 방법을 'X선 결정구조해석' 또는 'X선 회절법'이라 한다. 이 외에 회절현상을 이용한 결정구조해석의 방법으로 전자회절법, 중성자회절법 등이 있다.
X선 회절 결정학은 광물학[1], 재료과학[2], 촉매작용[3][4][5][6], 생화학[7][8][9][10][11], 예술 등 다양한 과학 분야에서 사용됩니다. 역사[12][13][14][15] 그리고 고고학에서도[16].