X射线荧光光谱仪是一种可以对多元素进行快速同时测定的仪器。试样受X射线照射后，其中各元素原子的内壳层（K，L或M层）电子被激发逐出原子而引起电子跃迁，并发射出该元素的特征X射线荧光。每一种元素都有其特定波长的特征X射线。能散型X射线荧光光谱仪（EDXRF）利用荧光X射线具有不同能量的特点，由探测器本身的能量分辨本领来分辨探测到的X射线。
由光源激发样品所产生的特征X射线直接进入探测器，探测器将光信号转化为电信号，由主放大器输出的脉冲传送到ADC（模数转换器），脉冲幅度的模拟信号在这里转换成数字信号，产生的数字作为与多道分析器（MCA）连接的地址，然后根据这些地址分检不同的脉冲即X射线的能量，并记录相应的脉冲数目。
X荧光光谱仪（XRF）由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品，产生X荧光（二次X射线），探测器对X荧光进行检测。
元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特殊性波长的X射线，根据莫斯莱定律，荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下：
λ=K(Z? s) ?2
式中K和S是常数。
而根据量子理论，X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流，每个光具有的能量为：
E=hν=h C/λ
式中，E为X射线光子的能量，单位为keV；h为普朗克常数；ν为光波的频率；C为光速。
因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。