Дифракционные решётки используются в научных исследованиях для различных целей, например:

• Определение структуры вещества. 1 Дифракционные решётки лежат в основе рентгеноструктурного анализа, который заключается в измерении параметров кристаллической решётки посредством дифракции рентгеновских лучей. 1
• Изучение химического состава далёких звёзд. 1 Свет, идущий от звезды, собирают зеркалами и направляют на решётку. 1 Таким образом можно узнать все длины волн спектра и, следовательно, химические элементы, которые их излучают. 1
• Исследования в области экологии. 1 Дифракционные решётки используются в составе гиперспектральных камер для оценки качества воздуха. 1 С их помощью определяют состав и состояние объекта съёмки, фиксируя спектральные характеристики каждого пикселя на изображении. 1
• Изучение биологических молекул и систем. 1 Например, с помощью рентгеноструктурного анализа американец Джеймс Уотсон и англичанин Френсис Крик установили структуру молекулы ДНК (двойная спираль), за что были удостоены в 1962 году Нобелевской премии. 1

Также дифракционные решётки применяются в спектральных приборах для получения монохроматического света, в качестве оптических датчиков линейных и угловых перемещений, для поляризаторов и оптических фильтров. 12