La diffusion cohérente (ou difusion élastique) aboutit à la simple déviation du photon, sans changement de longueur d’onde (donc sans changement d’énergie).
Elle représente environ 5% de toutes les interactions.
 

L’angle de déviation est d’autant plus petit que l’énergie est grande,
à 100 kV, l’angle de déviation maximum est de 15°.