BL18U1实验站采用低发射度波荡器产生的同步辐射X射线束，具有高亮度和光束准直性的优点。光子能量范围为5~18 keV，覆盖了生物大分子晶体衍射实验常用波长范围。常见重元素的吸收边，如Se、Br、Zn、Cu、Fe的K吸收边，Hg、Pt的L吸收边以及S反常散射实验的波长均在束线能量的工作区。能够在保证入射光通量的前提下，使到达样品点的光斑尺寸尽量小，从而实现蛋白质微晶体衍射数据收集。BL18U1线站在样品点的最小光斑尺寸在水平和垂直方向上可达到10 μm以下。光束发散角与光斑尺寸是相互关联的，在保持光通量不变的情况下，要得到更小的光束的发散角就必须增大聚焦光斑尺寸。在束线能量为12 keV时，BL18U1光束线的垂直发散角为0.25mrad，水平发散角为0.7mrad，能充分满足各类高分辨实验的要求。对于需要更小的光束发散角的情形可以通过采用狭缝进一步限束的方式来得到。BL18U1线站能够满足微小晶体的数据收集要求，同时也适用于各类蛋白质晶体数据的收集和结构测定，可开展的晶体结构测定实验方法包括多波长反常散射法（MAD),单波长反常散射法（SAD）、分子置换法（MR)、同晶置换法（MIR）等多种实验方法。
膜蛋白诸如各类细胞表面受体，离子通道，转运蛋白等，其晶体生长十分困难，难以得到大尺度晶体。如果能够对微晶体进行高效的数据收集和结构测定，则可以极大地推动大量重要蛋白的结构解析。BL18U1蛋白质微晶体结构线站的科学目标就是要在保证入射光高通量的前提下，照射至样品处的光斑尺寸尽量小，以能够测定外形尺寸小的蛋白质晶体结构，实现高亮度、小光斑的光束，以能够有效测定晶体尺寸小到5～10微米的蛋白质晶体结构。
光束经过单色器晶体选取所需要的波长后，由一个侧向放置的柱面镜在子午方向反向压弯形成的超环面镜（即马鞍面镜）在垂直方向进行聚焦、水平方向进行散焦，最后由一个压缩比较大的柱面镜对光斑进行水平方向的聚焦，聚焦焦点在实验站样品处。
在束线设计中将超环面聚焦镜侧向放置，即利用超环面镜的弧矢弯曲来实现光束的垂直聚焦，利用反向压弯的超环面镜（马鞍面镜）凸起的子午曲面来实现光束的水平发散。在距光源点43米的地方侧向放置一块柱面镜压缩比较大的柱面镜，在水平方向对光束进行聚焦。采用这样的几何光学布局，不仅可大大降低聚焦镜面形误差对垂直方向聚焦光斑尺寸的影响、而且最终的出射光束平行于水平面，这对于束线安装、准直、调试及实验站布局将带来很大方便。
| 设计目标 | 实测结果 | |
| 光子能量范围(keV) | 5~18 | 5~18 |
| 能量分辨率(E/E) | 2×10-4 | 1.8×10-4 |
| 聚焦光斑尺寸(H×V) (µm2) | 10×7 | 9.82×4.96 |
| 光子通量(phs/s@300mA) | 5.0×1011 | 5.81×1011 |
| 光束发散角(H×V) (mrad2) | 0.70×0.25 | 0.27×0.17 |
