原子分子的电子结构一直是原子分子物理的核心内容之一，而康普顿轮廓可以反映原子分子基态的电子结构。通过测量原子分子的康普顿轮廓就可以直接研究原子分子内部电子波函数的细节信息，探究相应的动力学参数。随着同步辐射光源的的发展，基于同步辐射的实验越来越多，同时实验研究的结果更加可信。上海同步辐射光源是第三代同步辐射光源，整个实验是在BL15U1硬X射线微聚焦光束线站完成。参考实验线站的基本条件，设计了适用于相关气相分子康普顿散射实验的支架和气室，创新性的设计了双气室的实验装置。基于第三代同步辐射光源，在20keV的入射x射线能量下测量了氢气、甲烷、一氧化氮、乙炔、乙烷等分子的康普顿轮廓。本次实验结果在pz0附近的统计精度达到了0.2%，相应分子的康普顿轮廓可以作为严格检验理论的实验基准。除此之外，我们还分别采用HF方法及密度泛函方法选用不同的基组计算了氢气、甲烷、乙炔、乙烷等分子康普顿轮廓。通过对比实验结果与理论计算，对于氢气分子的康普顿轮廓是否添加极化函数与弥散函数对基态电子波函数影响较小，考虑电子关联效应的密度泛函理论（DFT）能更好的描述氢气分子的基态电子波函数；对于一氧化氮分子加入弥散函数基组理论计算结果与实验符合更好，说明一氧化氮分子基态的电子分布较为弥散；对于甲烷与乙烷，实验测量结果与理论计算的结果符合的很好，而先前的康普顿轮廓的研究结果尤其在Pz=0附近的偏差要大很多；对于乙炔分子，HF方法理论计算的结果与实验符合较好，这需要更多的工作去阐明这一现象。