ظل العلماء لسنوات طويلة يعكفون على دراسة البلورات من حيث شكلها الخارجي وكانت المعلومات التي تجمع بواسطة العلماء مجرد قياسات للزوايا بين أسطح البلورات وتحليل كيميائي وقياسات لخواصها الطبيعية، أما المعلومات عن التركيب الداخلي لها فكانت معلومات قليلة على الرغم من أنه كانت هناك بعض التكهنات بأن البلورات تتركب من ترتيب دوري منتظم لوحدة معينة ربما تكون ذرات أو جزيئات وأن هذه الوحدات مرتبة بحيث تكون الأبعاد بينها حوالي إنجستروم واحد أو اثنين ومن ناحية أخرى كانت توجد دلائل على أن الأشعة السينية ما هي إلا أشعة كهرومغناطيسية لها طول موجة يتراوح بين واحد واثنين أنجستروم بالإضافة إلى أن نظرية حيود الضوء كانت قد أرسيت قواعدها. هنا نبعت فكرة استخدام البلورات كمحزوز حيود للأشعة السينية التي يقع طول موجتها في مدى الأبعاد بين الذرات.

ومنذ اكتشاف حيود الأشعة السينية من البلورات سنة 1912 م أصبحت أي دراسة علمية تعتمد على معلومات عن مواقع الذرات في البلورة يمكن إجراؤها باستخدام هذا العلم حيث أصبح من الممكن تحديد تركيب المواد مثل الجزيئات العضوية والبروتينات، وأصبحت تطبيقات هذا العلم بدون حدود فهو ذو فائدة للكيميائيين، والبيولوجيين والفيزيائيين والجيولوجيين والعاملين في مجال الكيمياء الحيوية. فقد أمكن تعيين التركيب الفراغي للبنزين والجرافيت والبنسلين وفيتامين B12 والهيموجلوبين والجزيئات العملاقة مثل RNA ، DNA، وبعض الفيروسات، وفى كل مرة كانت المعلومات التي يتم الحصول عليها تزيد من فهم أساسيات علم الكيمياء والكيمياء الحيوية.