Enquanto as análises químicas informam a natureza e a proporção dos elementos químicos presentes em um determinado material, as análises de fases cristalinas permitem identificar e, em alguns casos, quantificar as fases cristalinas que constituem as amostras.

Realizadas pela  técnica de  difração  de raios X, através de diferentes procedimentos (método do pó, com orientação preferencial, método do padrão interno, refinamento de Rietveld, etc.) as análises permitem, por meio das posições das reflexões (picos) e de suas intensidades, que as fases cristalinas presentes nas amostras sejam identificadas, tendo em vista que cada fase cristalina apresenta um conjunto característico de picos, como se fossem suas “impressões digitais”. A análise de se baseia nos princípios estabelecidos pela Lei de Bragg.

Nesse sentido, a técnica pode ser útil para a identificação e caracterização de minerais e compostos inorgânicos cristalinos, bem como para acompanhar a eficiência de reações químicas. Deve ser mencionado, entretanto, que a técnica não é efetiva para a caracterização de materiais vítreos ou amorfos. Além disso, a difração de raios X, geralmente não é a técnica mais recomendada para detectar a presença de compostos que estejam presentes em concentrações baixas (inferiores a 3,0%, a depender da refletividade das fases em questão).

Apesar das limitações, trata-se de uma análise que aporta informações muito relevantes, pois em muitos casos as propriedades dos materiais são afetadas de modo mais determinante pela natureza das fases que os constituem do que pela composição química. No caso dos materiais cerâmicos, a análise de difração de raios X pode ser utilizada para caracterizar as fases desenvolvidas após a sinterização, permitindo a avaliação das fases formadas em massas e esmaltes cerâmicos após a queima, facilitando o ajuste de propriedades de interesse, tais como a resistência mecânica, a dilatação térmica, a opacidade, a resistência química, dentre tantas outras.