荧光光谱仪在吸收紫外和可见电磁辐射的过程中，分子受激跃迁至激发电子态，大多数分子将通过与其它分子的碰撞以热的方式散发掉这部分能量，部分分子以光的形式放射出这部分能量，放射光的波长不同于所吸收辐射的波长。
荧光光谱仪主要包括光源、激发单色器、样品池、荧光单色器及检测器等主要部件。
1.光源
早期的荧光分光光度计，配有能发生很窄汞线的低压汞灯。使用高压汞灯，谱线被加宽，而且也存在高强度的连续带。然而，一个完整的激发光谱的测定需一种能发射从可见到紫外范围的较高强度的光辐射的灯。氙弧灯能适于此条件，因此，它是目前在荧光分光光度计中广泛使用的光源。
2.单色器
单色器的作用是把光源发出的连续光谱分解成单色光，并能准确方便地“取出”所需要的某一波长的光，它是光谱仪的心脏部分。单色器主要由狭缝、色散元件和透镜系统组成，其中色散元件是关键部件。色散元件是棱镜和反射光栅或两者的组合，它能将连续光谱色散成为单色光。
(1)棱镜单色器
棱镜单色器是利用不同波长的光在棱镜内折射率不同将复合光色散为单色光的。棱镜色散作用的大小与棱镜制作材料及几何形状有关。常用的棱镜用玻璃或石英制成。可见分光光度计可以采用玻，它适用于紫外、可见整个光谱区。
(2)光栅单色器
光栅作为色散元件具有不少的优点。光栅可定义为一系列等宽、等距离的平行狭缝。光栅的色散原理是以光的衍射现象和干涉现象为基础的。常用的光栅单色器为反射光栅单色器，它又分为平面反射光栅和凹面反射光栅两种，其中常用的是平面反射光栅。光栅单色器的分辨率比棱镜单色器分辨率高(可达±0.2nm)，而且它可用的波长范围也比棱镜单色器宽，且入射光80%的能量在一级光谱中。近年来，光栅的刻制复制技术也在不断地改进，其质量也在不断的提高，因而其应用日益广泛。
(3)狭缝
狭缝是单色器的重要组成部分，直接影响到分辨率。狭缝宽度越小，单色性越好，但光强度也随之减少。
3.样品池
荧光仪用的样品池需用低荧光的材料制成，通常用玻璃和石英材料，形状以方形和长方形为宜。
4.检测器
主要有硒光电池、光电管和光电倍增管等。目前来说由于荧光的强度较弱，一般以光电倍增管作检测器。选择光电倍增管要考虑响应波长、灵敏度和噪声水平等。蓝敏管对蛋白质、核酸的测量适用，而红敏管则适用于荧光染料检测。
