Aparte de su empleo en sistemas de detección de dispersión de energía, la espectrometría de rayos X de alta resolución apoya una amplia variedad de aplicaciones adicionales relacionadas con la ciencia de los materiales, la química, la física del estado sólido (en particular el estudio de las transiciones de fases), la química física y los estudios sobre física atómica fundamental.
Los detectores de partículas criogénicas que funcionan a temperaturas muy bajas y los espectrómetros de cristal con cristales curvados también presentan varias ventajas. Utilizados en combinación con un detector sensible a la posición, los espectrómetros de alta resolución basados en cristales pueden, por ejemplo, ofrecer la máxima resolución energética en el ancho de banda de los rayos X. Estos espectrómetros se usan junto con metodologías especializadas, como las técnicas de dispersión resonante inelástica de rayos X y de espectrometría Raman, y ofrecen información única sobre el medio químico, la unión de ligandos y la deslocalización de los electrones de valencia, entre otros aspectos.
Las tendencias más recientes consisten en integrar diversas técnicas y metodologías relacionadas con la espectrometría de rayos X en el mismo laboratorio o instalación de sincrotrón, lo que permite desplegarlas de forma más eficaz para diferentes usos interdisciplinarios.
Un ejemplo es el análisis de XRF con incidencia rasante que, en combinación con las técnicas de reflectometría y absorción de rayos X, se utiliza para caracterizar materiales heterogéneos a escala micro y nanométrica, por ejemplo para baterías, pilas de combustible o sistemas fotovoltaicos. Otro ejemplo son las instalaciones de microfluorescencia de rayos X confocal, que, junto con la transmisión de rayos X y la microtomografía por rayos X, se pueden emplear para investigar la distribución y la estructura elementales de una gran variedad de materiales heterogéneos en 3D. Estas técnicas tienen usos importantes en la biología, el análisis del patrimonio cultural y la geología.
