平面应力状态假设：垂直于表面的正应力和切应力均为零，所测的是与表面平行方向上的应力。
在理想多晶体多个晶粒中，同族晶面的面间距d是相等的，无论X射线从什么角度入射，无论晶面方位角￠角为何值，衍射角2θ都是不变的。在拉应力状态，晶面方位角￠越大，晶面间距也越大，相应的衍射角2θ越小；
同理，在压应力状态，晶面方位角￠越大，晶面间距变小，衍射角2θ越大；衍射角2θ随方位角的变化的快慢程度，直接反应出应力值的大小。
检测方法
同倾法：在衍射仪上进行常规对称衍射，入射线与计数管轴线对称分布在试样表面法线两侧，此时晶面方位角￠角为零；从晶面方位角￠角=0的位置，另试样轴转过一个角度，对选定的衍射峰进行定峰和扫描，一般晶面方位角￠角取值3-4个；
工件形状复杂时则采用侧倾法
检测特点
可以无损地测量构件中的应力或残余应力，特别适宜于测量薄层和裂纹尖端的应力分布。X射线可以测定1-2mm很小范围内的应力值，是距离表面10μm的应力值，若想测量深度的应力也需要对材料进行破坏。当被测工件不能给出明锐的衍射线时，检测精度不高。被测试件材料的结构、晶粒的粗细程度、衍射面的选择、X射线的波长、采用的测量方法、被测试件表面的平滑度和处理情况等都会影响检测精度。
同时该检测方法仅在室中使用，需要专门的检测人员来检测操作设备，施工现场不适合这种检测方式；同时设备昂贵检测费用高，国内也仅有少数实验室拥有这样的精密配置。一般对焊接应力、机械加工应力、热处理应力等检测，建议采用盲孔法应力检测设备，该设备是高等院校应力检测教学设备，操作简单，可以在 车间检测应力使用，一般的工人师傅就可以操作，检测精度高，便携式检测设备，易运输存储。
