X射線熒光光譜儀是一種可以對多元素進行快速同時測定的儀器。試樣受X射線照射后，其中各元素原子的內殼層（K，L或M層）電子被激發逐出原子而引起電子躍遷，并發射出該元素的特征X射線熒光。每一種元素都有其特定波長的特征X射線。能散型X射線熒光光譜儀（EDXRF）利用熒光X射線具有不同能量的特點，由探測器本身的能量分辨本領來分辨探測到的X射線。

　　由光源激發樣品所產生的特征X射線直接進入探測器，探測器將光信號轉化為電信號，由主放大器輸出的脈沖傳送到ADC（模數轉換器），脈沖幅度的模擬信號在這里轉換成數字信號，產生的數字作為與多道分析器（MCA）連接的地址，然后根據這些地址分檢不同的脈沖即X射線的能量，并記錄相應的脈沖數目。

　　X熒光光譜儀（XRF）由激發源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X射線（一次X射線），激發被測樣品，產生X熒光（二次X射線），探測器對X熒光進行檢測。

　　元素的原子受到高能輻射激發而引起內層電子的躍遷，同時發射出具有一定特殊性波長的X射線，根據莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數Z有關，其數學關系如下：

　　λ=K(Z? s) ?2

　　式中K和S是常數。

　　而根據量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為：

　　E=hν=h C/λ

　　式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數；ν為光波的頻率；C為光速。

　　因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎。此外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，據此，可以進行元素定量分析。