X-ray mikroskopyo, instrumento na gumagamit ng X-ray upang makagawa ng pinalaki na mga imahe ng maliliit na bagay. Ang pangunahing aparato ay gumagamit ng paglabas ng X-ray mula sa isang pinagmulan ng punto upang palayasin ang isang pinalaki na imahe sa isang screen ng pospor. Ang isang matagumpay na mikroskopyo ng X-ray ay ginawa noong 1951 ng mga pisika ng British na sina Ellis Coslett at William Nixon. Ito ang una sa nasabing instrumento na ang resolusyon ay maihahambing sa isang optical mikroskopyo at pinangalanan bilang isang paraan ng pagsusuri sa mga nakatagong istruktura sa mga bato, metal, buto, ngipin, ores, at kahoy. Matapos ang mga dekada sa abeyance, ang interes ay muling ipinapakita sa mga kapasidad ng X-ray mikroskopyo. Mayroong partikular na interes sa malambot na X-ray na may lakas na 100-100 na elektron ng elektron, na katumbas ng isang haba ng daluyong hanggang sa 1 nanometer (isang bilyon-bilyong isang metro), kumpara sa mga 500 nanometer para sa berdeng ilaw. Ang mga biyolohikal na specimen, polimer, lupa, at geological na mga halimbawa ay pinag-aralan gamit ang mga modernong pamamaraan na X-ray. Ang katotohanan na ang X-ray mikroskopya ay maaaring humantong sa mas mataas na resolusyon kaysa sa makakaya ng pinakamahusay na optical mikroskopyo ay pagdaragdag ng impetus sa larangan ng pananaliksik na ito.
