Με κόστος κατασκευής σχεδόν ενάμισι δισεκατομμύριο ευρώ, η νέα επιστημονική υποδομή θα χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της ατομικής δομής της έμβιας και άβιας ύλης (κυττάρων, ιών, μετάλλων κ.α.). Χάρη στο νέο λέιζερ, που αποτελεί ταυτόχρονα κάμερα υψηλής ταχύτητας και μικροσκόπιο, θα καταστεί εφικτή η δημιουργία εικόνων και φιλμ του νανόκοσμου. Μεταξύ άλλων, θα επιτραπεί για πρώτη φορά η βιντεοσκόπηση σε πραγματικό χρόνο των χημικών δεσμών τη στιγμή που δημιουργούνται ή διασπώνται.
Το νέο πανίσχυρο λέιζερ θα επιτρέψει στους επιστήμονες να δουν πιο λεπτομερείς από κάθε άλλη φορά εικόνες της μοριακής δομής νέων υλικών και φαρμάκων, καθώς και διαφόρων χημικών και βιοχημικών αντιδράσεων. Οι επιστήμονες ευελπιστούν έτσι να κάνουν νέες ανακαλύψεις, που θα οδηγήσουν σε νέες βιοϊατρικές θεραπείες, νέα φάρμακα (π.χ. αντιβιοτικά) και νέα υλικά (π.χ. νέες σκληρότερες μορφές διαμαντιών).
Έντεκα χώρες συμμετέχουν ως αρχικά μέλη στην ερευνητική κοινοπραξία του XFEL (Γερμανία, Ρωσία, Δανία, Γαλλία, Ουγγαρία, Ιταλία, Πολωνία, Σλοβακία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβετία), ενώ και άλλες αναμένεται να προστεθούν τα επόμενα χρόνια.
