X荧光光谱仪(XRF)是由激发源(X射线管)和探测系统构成。其工作原理是：X射线管通过产生入射X射线(一次X射线)，来激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。
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，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。
X荧光光谱仪有多种，以能量色散(ED-XRF)和波长色散(WD-XRF)两类为主。
能量色散荧光光谱仪
能量色散法是将X射线激发被测所有元素的荧光简单过滤后，全部进入到检测器中，利用仪器和软件来分出其中的光谱。如测的为元素周期表中相邻的两个元素，会因光谱重叠而产生测量误差。能量色散型仪器大的优点是不破坏被测的材料或产品，也不需要专业人员操作，缺点是对铬和溴是总量测定(一般不影响使用，因为很多情况可以判定，如测铬总量超标，常可知是不是六价铬超标，特别是溴，如被作为阻燃剂加入，不管是那种溴，总量超标就不合格)。
波长色散荧光光谱仪
波长法是因其激发出的荧光足够强，进到仪器中用来分析的光谱是单一元素(“过滤”了不需测的元素)，不含其它元素的光谱，所以测量数据很准确。这种仪器的灵敏度比能量色散型高一个数量级，也就是说，所测的数据并不存在“灰色地域”，不存在测定后还需拿到检测机构复检。缺点是，波长法需将被测材料粉碎压制成样本后测才准确。所以，用在材料厂适合。如不制成样本(非破坏)，会因材料表面形状不同而产生不同误差。仪器操作也不需要专业人员。
X荧光光谱仪的优势
1、 分析速度快。测定用时与测定精密度有关，但一般都很短，2～5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。
2、X射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关，而且跟固体、粉末、液体及晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。(气体密封在容器内也可分析)但是在高分辨率的精密测定中却可看到有波长变化等现象。特别是在超软X射线范围内，这种效应更为显著。波长变化用于化学位的测定 。
3、非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变，也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量，结果重现性好。
4、X射线荧光分析是一种物理分析方法，所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。
5、分析精密度高。
6、制样简单，固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。
