手持光谱合金分析仪主要基于X射线荧光(XRF)技术或激光诱导击穿光谱(LIBS)技术。这两种技术都能够提供快速的材料成分分析，而无需对样品进行复杂的预处理。
X射线荧光技术是通过测量样品在受到X射线激发后发出的二次X射线(荧光)来确定其组成。每种元素的原子在受到激发后都会发出特定能量的X射线，这些X射线的能量与元素的种类有关。通过检测这些X射线的能量和强度，可以确定样品中存在的元素及其含量。为了实现这一点，手持光谱合金分析仪配备了一个小型X射线管作为激发源，以及一个探测器来测量发出的X射线。
激光诱导击穿光谱技术则是利用高能激光脉冲烧蚀样品表面，产生等离子体。这个等离子体会发射出包含样品成分信息的光谱线。通过分析这些光谱线，可以确定样品中的元素种类和浓度。LIBS技术的优势在于它可以处理几乎任何类型的固体样品，包括金属、塑料和岩石等。
手持光谱合金分析仪的工作流程通常包括以下几个步骤：首先，用户将设备对准样品表面；然后，设备发射X射线或激光脉冲；接着，探测器收集样品响应的信号；内置的微处理器分析这些信号，并通过内置软件转换为元素含量的读数。整个过程可能只需要几秒钟，大大加快了分析速度。
除了快速分析外，手持光谱合金分析仪还具有其他优点。例如，它通常是无损的，这意味着可以在不破坏样品的情况下进行测试。这对于艺术品鉴定、考古发掘和在役设备的现场检查尤为重要。此外，由于不需要专门的实验室环境，这种设备可以在野外或生产线上直接使用，提高了工作的灵活性。
然而，手持光谱合金分析仪也有其局限性。例如，对于轻元素的检测灵敏度可能不如重元素，而且在一些情况下可能需要校准以适应不同类型的样品。此外，虽然设备本身相对便携，但它的尺寸和重量仍然限制了在某些特殊的环境下使用。
