Mỗi bước tiến trong kỹ thuật hiển vi đều mang đến cho các nhà khoa học những góc nhìn mới về chức năng của các sinh vật sống và bản chất của vật chất. Sự ra đời của kính hiển vi quang học vào cuối thế kỷ XVI đã mở ra một thế giới chưa từng được biết đến của các loài động thực vật đơn bào.
Trong thế kỷ XX, kính hiển vi điện tử đã cung cấp hình ảnh trực tiếp về virus và các cấu trúc bề mặt cực nhỏ. Giờ đây, một loại kính hiển vi khác, sử dụng tia X thay vì ánh sáng hoặc điện tử, mang đến một phương pháp khác để kiểm tra các chi tiết nhỏ; nó sẽ mở rộng hơn nữa nhận thức của con người về thế giới tự nhiên.
Ước mơ xây dựng một kính hiển vi tia X có từ năm 1895; tuy nhiên, sự phát triển của nó đã bị đình trệ vào những năm 1940 vì sự phát triển của kính hiển vi điện tử đang tiến triển nhanh chóng. Trong những năm 1940, kính hiển vi điện tử thường xuyên đạt được độ phân giải tốt hơn so với kính hiển vi quang học, trong khi hiệu suất của kính hiển vi tia X không được cải thiện.
Trong những năm gần đây, tuy nhiên, sự quan tâm đến kính hiển vi tia X đã hồi sinh, phần lớn là do những tiến bộ như sự phát triển của các nguồn chiếu sáng tia X mới. Kết quả là, độ sáng hiện có ngày nay cao hơn hàng triệu lần so với ống tia X, vốn là nguồn tia X mềm duy nhất có sẵn trong phần lớn thế kỷ.
Các kính hiển vi tia X mới cải thiện đáng kể độ phân giải được cung cấp bởi kính hiển vi quang học. Chúng cũng có thể được sử dụng để lập bản đồ sự phân bố của một số nguyên tố hóa học nhất định. Một số có thể tạo ra hình ảnh trong thời gian cực ngắn; những người khác hứa hẹn những khả năng đặc biệt như hình ảnh ba chiều.
Không giống như kính hiển vi điện tử thông thường, kính hiển vi tia X cho phép các mẫu vật được giữ trong không khí và trong nước, có nghĩa là các mẫu sinh học có thể được nghiên cứu trong các điều kiện tương tự như trạng thái tự nhiên của chúng. Ánh sáng được sử dụng, cái gọi là tia X mềm trong phạm vi bước sóng từ hai mươi đến bốn mươi angstrom (một angstrom là một phần mười tỷ mét), cũng đủ khả năng xuyên thấu để tạo ảnh tế bào sinh học nguyên vẹn trong nhiều trường hợp.
Do bước sóng của tia X được sử dụng, kính hiển vi tia X mềm sẽ không bao giờ có thể sánh được với độ phân giải cao nhất có thể có với kính hiển vi điện tử. Thay vào đó, các đặc tính đặc biệt của chúng sẽ tạo điều kiện cho các nghiên cứu bổ sung cho những nghiên cứu được thực hiện bằng các thiết bị dựa trên ánh sáng và điện tử.
