非弹性X射线散射（inelastic X-ray scattering），理学-物理学-凝聚态物理学-〔固体研究的实验方法〕-〔能谱法〕，基于X射线能量段（200～30 000电子伏）光子的非弹性散射谱学实验方法。光子通过其电场分量可以与材料中的电子相互作用。而由于原子的内层电子与原子核紧密绑定，非弹性X射线散射可以用于测量晶格振动，其测量原理与非弹性中子散射相似，测量结果也可归纳为动态结构因子。与同样使用光子进行散射的拉曼散射不同，X射线散射具有动量分辨能力，可以测量远离布里渊区中心的声子。通过使用完美晶体（一般采用单晶硅）作为单色器，硬X射线非弹性散射的能量分辨率可以达到亚毫电子伏，使其足以胜任大多数声子的测量。非弹性X射线散射的一个重要分支是共振非弹性X射线散射。共振散射使用特定频率的入射X射线来完成散射实验，选取的频率恰好与材料中某个元素的特定X射线吸收边频率相吻合，能够通过共振吸收的过程显著增强散射信号。