三维X光成像系统（XRM)利用射线源发射X射线穿透物体后投影到探测器上，采集上千帧X射线衰减的图像。然后利用计算机对扫描成像进行重构，从而得到样品三维的立体模型。

适用于材料内部微观尺度上的三维结构表征，可以在不破坏样本的情况下清楚观察并计算如孔隙、裂纹、夹杂等的三维空间分布，既可直观检测也可定量分析。

利用X-射线透过样品时，各个部位对X-射线的吸收率不同而成像的原理，对MEMS工艺中的三层结构进行分析，可以清楚看到两侧的衬底和中间可动的质量块，还测量得到了其特征尺寸。可以观测样品内部结构数据，还可以进行体积计算，比如空气体积占总器件体积的百分比。