Operando Röntgendiffraktion bezeichnet die zeitaufgelöste Beugungsanalyse von Werkstoffen unter realen Betriebsbedingungen, etwa während elektrochemischer Zyklen, mechanischer Belastung oder Temperaturänderungen. Sie erlaubt die direkte Beobachtung von Phasenumwandlungen, Gitterdehnungen und Texturentwicklung. In der Werkstoffwissenschaft wird sie z. B. zur Untersuchung von Batteriematerialien, Katalysatoren und Formgedächtnislegierungen eingesetzt, oft kombiniert mit Multiskalenmodellen.