自由电子激光器以同步加速器的原理工作，通过将电子加速到相对速度而产生高强度电磁辐射，然后引导它们通过特殊的磁性结构。只有在这种情况下，XFEL比传统的同步加速器光源亮度高出十亿倍，可以以原子分辨率捕获图像。

欧洲X射线自由电子激光设施的主要部件是一个超导线性加速器，经过的2.1公里的加速将电子能量可以提高。这里的电子脉冲在进入含有210米的X射线产生装置的光子隧道之前被加速到接近光速和非常高的能量，该X射线产生装置由17290个称为“波动器”的永磁体组成。

欧洲X射线自由电子激光世界上最大的能产生高强度短脉冲X射线的激光设施，其可以在地下实验大厅中将该激光束射入几个实验站，同时可以进行不同的实验。这意味着每个研究人员可以更快地处理更多的项目。

欧洲X射线自由电子激光总经理Robert Feidenhans'l教授表示：“这是我们和合作伙伴经过多年努力后迎来的重要时刻。世界上许多国家贡献的知识和组件设施已经通过了第一次大型测试，参与欧洲XFEL及DESY项目的同事和我们国际合作伙伴也取得了突出的成就，在欧洲和世界各地的科学合作中取得巨大成功，现在我们可以通过最后一个隧道将X射线引导到实验室，然后一步一步地启动实验站的调试。我们非常期待9月正式运营的开始。”