复杂材料包含多个组分，比如胶体、自组装和多相催化体系等，在光电转化、能源环境和催化等各个领域都有广泛的应用。复杂材料的性能往往受到多种因素特别是其结构的影响，对复杂材料的结构表征能帮助我们深入理解材料行为和性能的内在机理。X射线提供了从微观到介观跨尺度进行结构表征的工具，可以对复杂材料的结构进行全面细致的分析，而同步辐射光源产生的高品质X射线更是使得获取结构随时间的演变和动力学成为可能。根据复杂材料的特点，我们采用不同的X射线散射技术来进行表征。胶体、液晶等软物质材料具有介观尺度（纳米-微米）有序和规律，与自组装、液液相分离和超临界流体等现象有紧密关联。我们利用X射线小角散射来研究软物质中介观尺度的结构和动力学，帮助理解软物质的行为和性质，为材料设计与性能优化提供参考。另一类复杂材料是以多相催化体系为代表的无定形固定材料，具有不同尺度且在反应条件下动态变化的结构。揭示工作条件下催化剂原子结构的细节是理性设计新颖有效的催化剂的关键，但通常用来表征晶体原子结构的衍射技术不适用于缺乏长程有序的复杂催化体系。高能硬X射线的全散射技术能在从几个埃到几个纳米的尺度探测局部的结构信息，是研究催化剂的理想手段；而同步辐射X射线全散射能开展原位实验，研究催化过程中的结构变化。