Diese Dissertation behandelt die Struktur- Eigenschaftsbeziehungen in polymeren Werkstoffen. In dieser Arbeit wurden die Strukturen von zwei künstliche Homopolymere, Polyethylen (PE) und poly-Vinyliden Fluorid (PVDF) und eines natürlichen Kompositen, Knochen, untersucht. Bei PVDF und PE wurden die von mechanischer Kraft auf das Material hervorgerufenen Strukturänderungen bestimmt. Im Knochen die Auswirkung einer medikamentösen Behandlung auf die Nanostruktur bestimmt. Die Arbeit setzt sich intensiv mit der Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) auseinander. Diese Methode ermöglicht Strukturuntersuchungen in einer Größenskala von 1 bis 100nm. Für das Auftreten von Streueffekten ist der Volumsanteil und der Elektronendichteunterschied entscheidend. Dennoch wirken sich Periodizitäten und Orientierungen von Struktureinheiten auf das Streusignal aus, was eine Analyse von vielfältigsten Materialeigenschaften möglich macht. Zusätzlich wurde die Röntgenweitwinkelstreuung (WAXS) verwendet. Mit dieser Methode können kristalline Domänen bestimmt werden. WAXS wurde im Rahmen dieser Arbeit für die Bestimmung der Phasenzusammensetzung und der Orientierung von Kristallen eingesetzt. Wir haben diese Methoden weiterentwickelt und angepasst um den speziellen Anforderungen bei den dieser Dissertation gerecht zu werden: So wurden scanning SAXS/WAXS, in-situ SAXS/WAXS und 3D SAXS Techniken weiterentwickelt und meist zum ersten Mal auf die untersuchten Polymersysteme angewandt.