X熒光光譜儀是利用原級X射線光子或其他微觀粒子激發待測物質中的原子，使之產生熒光（次級X射線）而進行物質成分分析和化學態研究的方法。X熒光光譜儀的熒光檢測方法也是被認為現代的常規分析手法。
X射線管發射出來的原級X射線經過濾光片投射到樣品上，樣品隨即產生熒光X射線，并和原級X射線在樣品上的散射線一起，通過光闌、吸收器（可對任何波長的X射線按整數比限制進入初級準直器的X射線量）和初級準直器（索勒狹縫），然后以平行光束投射到分析晶體上。入射的熒光X射線在分析晶體上按布拉格定律衍射，衍射線和晶體的散射線一起，通過次級準直器（索勒狹縫）進入探測器，在探測器中進行光電轉換，所產生的電脈沖經過放大器和脈沖幅度分析器后，即可供測量和進行數據處理用。對于不同波長的標識X射線，通過測角器以1:2的速度轉動分析晶體和探測器，即可在不同的布拉格角位置上測得不同波長的X射線而作元素的定性分析。
X熒光光譜儀的檢測
在定量分析中，經過定標器的信號脈沖（分析線強度），可以直接輸入電子計算機，進行聯機處理而讀取分析元素的含量，也可從定標器上讀取分析線的強度，然后進行脫機處理。在定性分析中，經過脈沖幅度分析器的信號，可以直接輸入計數率計，通過記錄器筆錄下來，進行定性或半定量分析。在作近似定量分析時，也可以通過數據處理機進行。