Les techniques de diffraction permettent de sonder l'ordre dans la matière. Pour ceci, on fait interagir une onde dont la longueur d'onde λ est comparable à la taille du motif cristallin élémentaire de l'échantillon. Ce peut être une onde électromagnétique (rayons X, lumière Laser) ou des particules (électrons, neutrons ou des atomes d'hélium).

L'IRAMIS dispose d'un support technique réparti dans les différents Services. Des postes d'accès au système de Conception Assisté par Ordinateur (CAO) CATIA sont ouverts au SPAM, SPCSI et au SPEC.  Des ateliers mécaniques, avec chacun leur spécificité et l'équipement adapté, sont disponibles au SPCSI, SPAM et SPEC.

Plusieurs types de microscopies électroniques sont disponibles à l'IRAMIS : - Microscopie à transmission (TEM : Transmission Electron Microscope), qui permet d'atteindre les plus hautes résolutions par diffusion/difffraction d'un faisceau d'électrons à travers un échantillon ultra-mince - Microscopie MEB et MEB-FEG (SPAM et SIS2M), ou microscopie à balayage, pour laquelle un faisceau d'électrons balaye la surface  de l'échantillon permettant d'obtenir une image de sa surface.

L'éclairement, par un rayonnement suffisamment énergétique, de la surface d'un matériau peut conduire à l'émission d'électrons dont la spectroscopie (étude en énergie) apporte des informations sur la composition de la surface étudiée.

Les microscopies en champ proche couvrent un ensemble de techniques permettant de visualiser la surface des matériaux à l'échelle nanométrique.

Aujourd'hui, les anneaux synchrotrons, tels que l'ESRF à Grenoble ou le synchrotron SOLEIL sur le plateau de Saclay, sont des sources intenses de photons (de l'infra-rouge aux rayons X). De nombreuses équipes de l'IRAMIS réalisent régulièrement des expériences autour de ces sources.

Les propriétés magnétiques des monocristaux ou films minces peuvent être étudiées par magnétométrie à échantillon vibrant (VSM ou "Vibrating Sample Magnemotry") ou effet Kerr (MOKE).

L'origine d'un phénomène de transport est l'application d'une force dont l'origine peut être variée (champ électrique ou magnétique, gradient de concentration, de pression etc ...) Sous la rubrique "mesures de transport" sont rassemblées différentes techniques de mesures associées qui peuvent être des mesures de flux (chaleur, particules, charges : courant électrique, etc ...