中子衍射和X射線衍射十分相似，其不同之處在于：

1、X射線是與電子相互作用，因而它在原子上的散射強(qiáng)度與原子序數(shù)成正比，而中子是與原子核相互作用，它在不同原子核上的散射強(qiáng)度不是隨值單調(diào)變化的函數(shù)，這樣，中子就特別適合于確定點(diǎn)陣中輕元素的位置(X射線靈敏度不足)和值鄰近元素的位置（X 射線不易分辨）；

2、對(duì)同一元素，中子能區(qū)別不同的同位素，這使得中子衍射在某些方面，特別在利用氫-氘的差別來標(biāo)記、研究有機(jī)分子方面有其特殊的優(yōu)越性；

3、中子具有磁矩，能與原子磁矩相互作用而產(chǎn)生中子特有的磁衍射，通過磁衍射的分析可以定出磁性材料點(diǎn)陣中磁性原子的磁矩大小和取向，因而中子衍射是研究磁結(jié)構(gòu)的極為重要的手段；

4、一般說來中子比X 射線具有高得多的穿透性，因而也更適用于需用厚容器的高低溫、高壓等條件下的結(jié)構(gòu)研究。中子衍射的主要缺點(diǎn)是需要特殊的強(qiáng)中子源，并且由于源強(qiáng)不足而常需較大的樣品和較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)收集時(shí)間。

5、在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上與傳統(tǒng)方法稍有差別的還有利用不同波長(zhǎng)的中子具有不同速度(能量)這一原理建立的飛行時(shí)間衍射法，主要用在加速器等強(qiáng)脈沖中子源上。