본 발명은 위상 조절을 통한 엑스선 회절 현미경 장치 및 엑스선 회절 방법을 공개한다. 이 장치는 결맞는(coherent) 엑스선 광을 발생시키는 광원부; 상기 엑스선 광을 인가받아 소정의 공간 주파수를 가지는 파형으로 회절시키는 샘플부; 상기 엑스선 광을 전달받아 위상을 변화시켜 광의 진행 방향을 광축의 외각으로 분산시키는 위상 조절부; 상기 분산된 광을 전달받아 검출하는 검출부; 및 상기 검출된 광을 전달받아 위상 복구 알고리즘에 의해 상기 샘플의 이미지를 복원 및 확대하여 디스플레이하는 복원부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 세기가 약한 엑스선 광원을 이용하더라도 엑스선 회절 현미경 장치가 가지는 노이즈, 디텍터의 성능에 따라 제한되는 결맞는 엑스선 회절 현미경의 공간 분해능을 증가시킬 수 있고, 광원의 약한 세기를 극복하기 위하여 장 시간의 노출을 하는 경우 샘플의 열적 변형으로 발생가능한 원치 않는 상의 왜곡을 방지할 수 있게 된다.