通过实时测量样品在特定条件下的X射线吸收或发射谱，分析其电子结构和局部原子环境。X射线吸收谱仪通过观察样品对X射线的吸收边缘变化，提供有关原子结构和化学状态的信息；X射线发射谱仪则通过检测样品的二次X射线发射，揭示样品中的元素组成和电子结构。

实时分析样品的原子结构、化学状态和电子结构，广泛应用于诊断材料的局域特性，例如核心原子的价态、 配位数、位形与键长。