本实用新型公布了一种多角度摆放样品的X射线样品托架，包括用于固定样品的样品支撑架；其特征在于：所述样品支撑架上连接有至少三个平面支撑架，不同的所述平面支撑架以不同的支撑平面支撑所述样品支撑架，使所述样品支撑架上的样品以不同的角度面对垂直方向。本实用新型在样品支撑架上连接多个平面支撑架，以多个不同的支撑平面支撑样品支撑架拍摄不同角度的样品X光影像，解决了快速摆位的问题，也可以获得样品完整、全面的X光影像，能够更为准确的分析被照射物体的实际情况。优选的三个平面支撑架的支撑平面两两相互垂直，通过三个支撑平面的摆放拍摄，得到三个相互垂直的影像数据。此结构保证了被照射物体的三个投影方向精确地相互垂直。