Røntgenmikroskop, instrument som bruker røntgenstråler for å produsere forstørrede bilder av små objekter. Den grunnleggende enheten bruker utslipp av røntgenstråler fra en punktkilde for å støpe et forstørret bilde på en fosforskjerm. Et vellykket røntgenmikroskop ble laget i 1951 av de britiske fysikerne Ellis Coslett og William Nixon. Det var det første instrumentet hvis oppløsning var sammenlignbar med et optisk mikroskop og ble hyllet som et middel til å undersøke skjulte strukturer i bergarter, metaller, bein, tenner, malmer og tre. Etter tiår i avhold, vises det igjen interesse for kapasitetene til røntgenmikroskopet. Det er spesiell interesse for myke røntgenstråler med en energi på 100–1 000 elektronvolt, tilsvarer en bølgelengde ned til 1 nanometer (en milliarddel meter), i motsetning til rundt 500 nanometer for grønt lys. Biologiske prøver, polymerer, jord og geologiske prøver er studert ved bruk av moderne røntgenteknikker. Det at røntgenmikroskopi kan føre til høyere oppløsning enn det beste optiske mikroskopet, gir drivkraft til dette forskningsfeltet.
