确定晶体内部原子（分子、离子）的空间排布及结构对称性，测定原子间的键长、键角、电荷分布，探讨各种化合物的微观结构与宏观性能的关系。对未知物而言，单晶结构测定是最权威的鉴定手段，故也是化学、生物、医学、材料、地质等学科研究的重要手段