在上述透射X 射线显微镜中，整个被研究物需完全暴露在入射光束中，探测器显示的是放大、完整的物像。在扫描式X 射线显微镜中入射光束一般被聚焦得很细小，如几十个纳米，故物体上只有一个很小的区域被光照射，探测器上只得到这一个点的放大图像，相对移动物体与光的位置，可逐点得到物体上各点的像，这些点像被逐点输入计算机，经处理后在显示器上显示出完整的图像。一般用扫描台实现，扫描步距可以为几个纳米。可以是光路不动，样品移动逐点扫描，也可以样品不动波带片扫描。一般是样品移动的分辨力较低，波带片扫描的分辨力较高。聚光波带片之后常有一个级次选择光阑(OSA)，用来从波带片产生的不同级次的衍射光中选择需要的级次，并阻挡其他级次的光，以降低背景。
扫描式X 射线显微镜可以利用吸收衬度成像，也可用相位衬度成像；可得到明场像，也可得到暗场像。