適合用 X 射線三維顯微鏡觀測的樣品一般具備以下特征：

　　尺寸與厚度方面

　　微觀尺寸：X 射線三維顯微鏡可對微觀尺度的樣品進(jìn)行有效觀測，例如微米級到毫米級的樣品較為適宜。這是因?yàn)樗軌蛏钊霕悠穬?nèi)部，獲取其微觀結(jié)構(gòu)信息，對于研究小型的生物細(xì)胞、材料的微觀相區(qū)等非常合適。

　　一定的厚度容忍度：相比一些只能觀測表面的顯微鏡技術(shù)，X 射線具有一定的穿透能力，所以樣品可以有一定的厚度。但具體厚度限制取決于 X 射線的能量和樣品的吸收特性，一般來說，幾毫米甚至更厚的樣品在合適的條件下也能進(jìn)行觀測。

　　材料特性方面

　　對 X 射線有合適的吸收或散射特性：樣品需要對 X 射線有一定程度的吸收或散射，這樣才能產(chǎn)生足夠的信號對比度，以便區(qū)分不同的結(jié)構(gòu)和成分。例如，含有重元素的材料通常對 X 射線吸收較強(qiáng)，在成像中能夠清晰地顯示其分布和結(jié)構(gòu)。

　　非極 端密度：如果樣品密度過高，會導(dǎo)致 X 射線難以穿透，無法獲取內(nèi)部信息；而密度過低，信號又會太弱，不利于成像。像一些常規(guī)的固體材料、生物組織等密度范圍的樣品比較適合。

　　結(jié)構(gòu)與研究目的方面

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需要三維信息：當(dāng)研究對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要了解其三維空間分布時(shí)，X 射線三維顯微鏡就成為理想的工具。例如，多孔材料的孔隙結(jié)構(gòu)、生物組織中的血管網(wǎng)絡(luò)等，通過 X 射線三維顯微鏡可以清晰地看到這些結(jié)構(gòu)在三維空間中的形態(tài)、連接方式和分布規(guī)律。

　　對無損檢測有需求：X 射線三維顯微鏡能夠在不破壞樣品的前提下進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀測，對于一些珍貴、不可重復(fù)制備的樣品，或者需要研究樣品原始狀態(tài)下內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況非常適用，如古文物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析、材料在服役狀態(tài)下的內(nèi)部缺陷檢測等。