Dalsza, matematyczna analiza tej mapy umożliwia m.in.: wyznaczenie pozycji i odległości cząsteczek względem siebie w sieci krystalicznej, wyznaczenie położenia poszczególnych atomów względem siebie, ustalenie kątów i długości wiązań między atomami, ustalenie rozkładu gęstości chmur elektronowych wokół poszczególnych atomów, co umożliwia obliczenie momentu dipolowego wiązań i całych cząsteczek oraz precyzyjne ustalenie natury poszczególnych wiązań, ustalenie konfiguracji absolutnej cząsteczek.
Wykonywanie pomiaru Do wykonania analizy potrzebny jest monokryształ danego związku chemicznego o możliwie jak najbardziej regularnym kształcie i posiadający jak najmniej defektów. Kryształ ten umieszcza się w dyfraktometrze i niekiedy schładza przy pomocy oparów ciekłego azotu do temperatury rzędu 100 K (przy użyciu oparów helu można schłodzić badany materiał do temperatury około 4 K), aby zmniejszyć niedokładności wynikające z termicznych drgań atomów. Kryształ naświetla się silną, monochromatyczną wiązką promieni X, zmieniając stopniowo kąt jej padania na kryształ (poprzez jego obrót) i rejestrując zmiany w obrazie dyfrakcyjnym po przejściu promieni przez kryształ. Obecnie do rejestracji obrazów dyfrakcyjnych używa się kamer CCD – są to matryce CCD chłodzone ogniwami Peltiera do temperatury ok.