电子衍射实验原理揭示了电子的波粒二象性。电子不仅表现出粒子性，如光电效应中的能量量子化，还显示出波动性，这源于德布罗意提出的电子具有波长与动量关联的假设。实验验证主要通过电子晶体衍射实验，如戴维孙-革末实验和汤姆逊的多晶体实验，观察到电子在晶体上的衍射图案，证实了电子的波动性。
在实验中，电子被电场加速，其动能与加速电压有关，通过德布罗意关系，可以计算出电子的波长。对于电子衍射，要求光栅常数达到与电子波长相当的尺度，但现实中这是难以实现的。因此，利用晶体的晶格作为天然的光栅，其原子间距能与电子波长匹配，从而观察到衍射花样。
晶体衍射遵循劳厄方程，衍射条件要求入射波与晶面的倒易矢量之差为整数倍。布拉格定律描述了电子衍射几何与晶体结构的关系，不同晶系的晶体结构决定了衍射花样。衍射花样与晶体结构的关联，可以通过系统消光现象来分析，消光条件对于确定特定晶面的密勒指数至关重要。
例如，立方晶系的多晶衍射中，环状衍射花样的指数化有助于确定晶格常数或电子波长。电子衍射的特点在于波长极短，这使得仪器常数在计算中起到关键作用。通过分析衍射环的半径和对应的密勒指数，我们可以反推出晶体的结构信息，验证电子的波动特性与德布罗意关系。
总之，电子衍射实验是量子力学中探索电子波动性的重要手段，通过晶体衍射实验，科学家们得以揭示电子的波粒二象性，并利用这一性质解析晶体结构，为现代电子显微镜的发展奠定了基础。
电子衍射实验是曾荣获诺贝尔奖金的重大近代物理实验之一， 也是现代分析测试技术中，分析物质结构，特别是分析表面结构最重要的方法之一。现代晶体生长过程中， 用电子衍射方法进行监控， 也十分普遍。1927年Davsso和Germer首次实验验证了 De Broglie 关于微观粒子具有波粒二象性的理论假说，奠定了现代量子物理学的实验基础。本实验主要用于多晶体的电子衍射现象，测量运动电子的波长；验证德布罗意关系。