原子荧光仪有两种，色散型和非色散型。荧光仪与原子吸收仪相似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是90度直角，而避免激发光源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。
原子荧光仪使用的原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的分析方法。原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法，但所用仪器与原子吸收光谱法相近。
原子荧光其实就是光致发光，二次发光。具体就是气态自由原子吸收特征辐射后跃迁到较高能级，然后又跃迁回到基态或较低能级。同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即原子荧光。激发光源停止时，再发射过程立即停止。
分子荧光和原子荧光都是光致发光，二者都是价电子跃迁，但因为前者会伴随有振动能级和转动能级的跃迁，所以是连续发射，而后者是分立的线发射；前者分析物一般是处于溶液状态，后者需要转化成气态原子；前者测定的主要是含有共轭不饱和体系的化合物，而后者测定的主要是金属元素的含量；前者采用的主要是氙灯或高压汞灯，而后者采用的则主要是高强度空心阴极灯或无极放电灯。因为观测方式的不同，紫外吸收是同一方向的观测，而荧光通常是垂直观测，所以分析荧光仪器一般不能进行紫外的吸收测定。
原子荧光分为共振荧光、非共振荧光和敏化荧光三种:共振荧光的特点是发射与原吸收线波长相同的荧光。相应的，如果荧光和激发光的波长不一致，就是非共振荧光了。敏化荧光指的是受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。火焰原子化器中观察不到散化荧光，在非火焰原子化器中才能观察到。
