人们常常把手持式光谱仪与火花直读光谱仪混淆，实际上，两个在原理上有本质的不bai同。
手持式光谱仪工作原理：
当一束带有足够能量的X射线打在样品表面原子壳内层的电子上，这个X射线束是由手持式光谱仪内的X射线管产生的，这个X射线束从手持式光谱仪前底端射出。X射线束打在样品表面的原子壳上，电子被激发后从原子壳内层轨道发生位移，这种位移的发生是由于从分析仪发出的X-射线束与在适当的轨道保持电子结合能发出的能量差；当X射线束的能量高于电子结合能就会发生位移。在原子中，电子以特定的能量固定在特定的位置，这就决定了它们的轨道。此外，一个原子轨道壳之间的间距是每个元素的原子的*之处，所以，原子钾（K）与金（Au），或银（Ag）相比具有不同的电子层之间的距离。
当电子撞出轨道，留下的空位使原子不稳定。原子必须立即被填充来纠正这个不稳定，这些空位可以由更高的轨道上的电子移动到一个较低的轨道。例如，如果一个电子转移从原子内层，从下壳体的一个电子可以向下移动，以填补空缺。这就是荧光。离原子核越远的电子，逃逸的能量越高。因此，当电子从较高电子层到靠近原子核的电子层时，要损失一些能量。损失的能量数与两个电子层间的能量差相等，由两个电子层的距离决定。对每个元素来说，两个轨道间的距离是的，如上所述。根据能量损失可以识别这个元素，对每种元素而言，在X荧光过程中能量损失数是的。样品中检测到个别荧光能量是特定的，为了确定每个存在元素的数量，个别能量出现的比例可以通过仪器计算出来，或用其它软件。
整个荧光过程发生在一瞬间。利用这个过程，使用手持式光光谱仪可在几秒钟完成。测量实际所需的时间取决于样品的性质和含量水平。高比例的需要几秒，水平的可能要花费几分钟。
火花直读光谱仪工作原理：
当金属被能量激发时，根据量子力学理论，原子的壳层电子会被激发到较高能级的外层轨道上，处于不稳定状态。在一定条件下，它从高能级跃迁到低能级就会发出光子，发出特征谱线。各种元素都有不同的特征谱线，这些谱线经过光学系统进行分光，色散成按波长排序的一系列连续光谱，再经过光电转换元件把光信号直接转换为电信号。后计算机测量系统就可以通过计算某元素特征谱线的强度来确定元素的百分含量。
由于原理的不同，能检测到的元素范围也就不同。目前，据我知道，手持式光谱仪能只能检测到Mg元素，比如布鲁克的手持式光谱仪，直读光谱仪可检测到B元素。但是手持式光谱仪非常的小巧，轻便，快速，不需制样，对表面无要求，无需氩气，能攀高，能进管道，锂电池供电，只连续工作8小时以上。的确是直读光谱*的。