Xrd可以測量塊狀和粉末狀的樣品，對于不同的樣品尺寸和樣品性質有不同的要求，下面對分別對其作簡要的介紹：
a）塊狀樣品的要求及制備
對于非斷口的金屬塊狀試樣，需要了解金屬自身的相組成、結構參數時，應該盡可能的磨成平面，并進行簡單的拋光，這樣不但可以去除金屬表面的氧化膜，也可以消除表面應變層。然后再用超聲波清洗去除表面的雜質，但要保證試樣的面積應大于10mm*10mm，因為xrd是掃過一個區域得到衍射峰，對試樣需要一定的尺寸要求。
對于薄膜試樣，其厚度應大于20nm，并在做測試前檢驗確定基片的取向，如果表面十分不平整，根據實際情況可以用導電膠或者橡皮泥對樣本進行固定，并使樣品表面盡可能的平整。
對于片狀、圓柱狀的試樣會存在嚴重的擇優取向，造成衍射強度異常，此時在測試時應合理的選擇響應方向平面。
對于斷口、裂紋的表面衍射分子，要求端口盡可能的平整并提供斷口所含元素。
(b) 粉末樣品的要求及制備
顆粒度的要求：
對粉末樣品進行X射線粉末衍射儀分析時，適宜的晶粒大小應在320目粒度（約40um）的數量級內，這樣可以避免衍射線的寬化，得到良好的衍射線。
原因：任何一種粉末衍射技術都要求樣品是十分細小的粉末顆粒，使試樣在受光照的體積中有足夠多數目的晶粒。因為只有這樣，才能滿足獲得正確的粉末衍射圖譜數據的條件：即試樣受光照體積中晶粒的取向是完全隨機的。這樣才能保證用照相法獲得相片上的衍射環是連續的線條；或者，才能保證用衍射儀法獲得的衍射強度值有很好的重現性。
樣品試片平面的準備：
在X射線衍射時，雖然樣品平面不與衍射儀軸重合、聚焦圓相切會引起衍射線的寬化、位移及強度發生復雜的變化，但在實際試驗中，如要求準確測量強度時，一般首先考慮如何避免擇優取向的產生而不是平整度。
避免擇優取向的措施：
使樣品粉末盡可能的細，裝樣時用篩子篩入，先用小抹刀刀口剁實并盡可能輕壓等等。
把樣品粉末篩落在傾斜放置的粘有膠的平面上通常也能減少擇優取向，但是得到的樣品表面較粗糙。
通過加入各向同性物質（如 MgO，CaF2等）與樣品混合均勻，混入物還能起到內標的作用。
對于具有十分細小晶粒的金屬樣品，采用形變的方法（碾、壓等等）把樣品制成平板使用時也常常會導致擇優取向的織構，需要考慮適當的退火處理。
粉末樣品的制備
研磨（球墨）和過篩：對固體顆粒采用研缽（球磨機）進行研磨，一般對粉末進行持續的研磨至<360目的粉末，手摸無顆粒感，認為晶粒大小已經符合要求。
注意：
1.在研磨過程中，需要不斷過篩，分出已經細化的顆粒。
2.對于軟而不便于研磨的物質，可采用液氮或干冰使其變脆，在進行研磨。
3.有些樣品需要用整形銼刀制得金屬細屑，此時需要對制得的挫屑進行退火處理消除銼刀帶來的點陣應力。