在SAXS测试中，单色化、高准直性的X射线光束照射在通过样品之后，会被溶解在溶剂中的大分子散射。这些分子通常不会像在晶体中那样有着有序、静态的周期性排列，而是随机方向性地分布在溶剂中。所以被散射的X射线在主光束附近会产生弥散的信号，而不是像结晶样品那样产生尖锐的衍射信号。小角散射强度的角度分布于全局粒子的结构直接相关，这个特点可以用于测定结构信息。如果样品是在标准条件下的稀释颗粒溶液，则散射图谱是各向同性的，即方位角平均化，如图2所示。

图2 典型的小角散射实验示意图

  被探测器记录的小角散射信号不仅包含来自于大分子的散射信号，同时也包含溶剂、试样装置以及SAXS仪器北京的信号。所以，通过扣除缓冲溶液的散射信号，即将其在样品溶液的归一化强度曲线中扣除后，就能得到来自于溶解于溶剂中的生物大分子的散射信号，记作I(s)，它来自于颗粒和他们水合壳对X射线的散射。散射强度用矢量方程s=4πsinθ/λ来表示，其中λ是入射X射线的波长，2θ是散射角度。

  对稀释溶液（粒子浓度通常低于1%）而言，通常不存在粒子间的相互作用，所以不同的散射强度（形状因子）与颗粒本身的结构相关。对于高浓度溶液，额外的分子间相互作用也会体现在小角散射信号之中（称为结构因子），其主要反映粒子在不同位置间的耦合作用。结构因子对散射信号的贡献，通常体现在散射曲线的小角度区域，可以被用来研究粒子间的相互作用。但如果要研究粒子结构信息时，该作用需要被去除。在结构研究中，溶液的浓度通常需要足够的低，使得结构因子的贡献可以忽略不计，但也需要保证一定的浓度来得到足够强的散射信号。通常的途径是在不同样品溶液浓度下进行测试，然后推断至无限稀释的溶液。