波长色散X射线荧光光谱仪使用分析晶体分辨待测元素的分析谱线，根据Bragg定律，通过测定角度，即可获得待测元素的谱线波长：

nλ=2dsinaθ （n=1,2,3…）

式中 ，λ为分析谱线波长；d为晶体的晶格间距；θ为衍射角；n为衍射级次。利用测角仪可以测得分析谱线的衍射角，利用上式可以计算相应被分析元素的波长，从而获得待测元素的特征信息。

能量色散射线荧光光谱仪则采用能量探测器，通过测定由探测器收集到的电荷量，直接获得被测元素发出的特征射线能量：

Q=kE

式中，K为入射射线的光子能量；Q为探测器产生的相应电荷量；k为不同类型能量探测器的响应参数。电荷量与入射射线能量成正比，故通过测定电荷量可得到待测元素的特征信息。

待测元素的特征谱线需要采用一定的激发源才能获得。目前常规采用的激发源主要有射线光管和同位素激发源等。

为获得样品的定性和定量信息，除光谱仪外，还必须采用一定的样品制备技术，并对获得的强度进行相关的谱分析和数据处理。