X射线成像机制多样，衬度来源丰富，如吸收、散射、荧光、相位等信息都可用来观察分析多种物理变化、化学反应和纳米结构。软X射线成像线站的能量范围是260-1600 eV, 可以开展高分辨三维结构和元素吸收边。在“水窗”波段 (284 eV - 530 eV ) 可以直接实现含水生物样品 (比如细胞)的高衬度无损三维成像，能够给出亚细胞三维结构及药物/材料与细胞相互作用信息，是研究物质与生命交叉科学问题的重要工具；通过改变能量，可以实现轻元素和过渡金属元素的吸收边成像，得到材料的三维结构和元素分布含量信息，为指导设计材料、能源、催化等领域及产业中关键轻材料提供三维结构和元素信息；在电池领域，可以通过衬度成像和吸收边成像，观察电池颗粒的三维形貌，如LiS电池。