原子吸收分光光度计有单光束型和双光束两类，现以单光束型为例子，说明原子吸收分光光度计的仪器结构和作用原理。
光源（空心阴极灯）由稳压电源供电，光源发出的待测元素的光谱经过火焰时，其中的共振线部分被火焰中待测元素的原子蒸汽吸收，透射光经过单色器分光后，再照射到检测器上，产生直流电讯号，经放大器放大后，就可从读书器或记录器上读出吸光值。
这种仪器具有结构简单和待测极限高等优点，适用于火焰原子吸收分光光度计，缺点是：如果光源电压不稳，则其发射的光强度不稳，从而使测定结果产生误差。
有上述可见，原子吸收分光光度计一般都由光源、原子化系统、分光系统及检测系统四个主要部分组成。
光源-空心阴极灯
在原子吸收分光光度计法中，常见的光源为空心阴极灯，光源的作用是发射待测元素的特征光谱（实际发射的是共振线和其他非共振线）以供吸收测量之用。
为了测出待测元素的峰值吸收系统，必须使用锐线光源，为了获得较高的灵敏度和准确度，所使用的光源，必须满足如下的要求：
能发射待测元素的共振线，并且有足够的强度，以保证有足够的信噪比。
能发射锐线，即发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄得多，否则，测出的不是峰值吸收系统。
发射的光强度必须稳定且背景小。
由此可知，要求光源必须能够发射出宽度比吸收线宽度更窄的且强度大而稳定的发射光谱，在众多光源中，应用最广泛的还是空心阴极灯。
空心阴极灯是一种特殊的低压气体放电灯，主要由一个阳极和一个空心圆筒形阴极组成，两电极密封于带有石英或玻璃窗口的玻璃管中，管中充有低压惰性气体，当灯的两极上加上足够的电压时，阴极发射电子，并加速射向阳极，途中与惰性气体分子碰撞而使之电离，电离产生的惰性气体正离子在电场作用下，加速运动至阴极，桩基阴极表面使其表面原子发生溅射，溅射出来的原子与阴极腔内各种粒子碰撞被激发，激发态原子向基态跃迁发射出阴极材料的特征谱线，若用不同元素作为阴极材料，则可制成发射不同元素特征辐射的空心阴极灯，用于相应元素的测定。为了避免发生光谱干扰，在制灯时，必须用纯度较高的阴极材料和选择适当的内充气体，以使阴极元素的共振线附近没有内充气体或杂质元素的强谱线。
二、原子化系统
原子化系统的作用是将试样中的待测元素转变为原子蒸汽，原子吸收分析结果的灵敏度、精确度在很大程度上取决于试样的原子化过程，因此，原子化系统是原子吸收分光光度计的一个关键部分，使试样原子化的方法有火焰原子化法和无火焰原子化法两种。
分光系统
分光系统主要由色散元件、凹面镜和狭缝组成，这样的系统也可简称为单色器，它的作用是将待测元素的共振线与邻近谱线分开，它与一般分光光度计不同，除分离掉来自光源的非分析线外，还需分离掉来自原子化器本身的各种辐射，因此单色器放在原子化器与检测器之间，常用的色散元件是光栅，它与入射及出射狭缝、凹面镜以一定的方式排列组成单色器。
检测系统
检测系统主要由检测器、放大器和读数装置组成，通常用光电倍增管作为检测器，它的作用是将微弱的光信号转化成电信号，同时加以放大，再经交流放大器进一步放大，且滤掉原子化器中各种辐射产生的直流电信号，读数装置可用检流计指示、记录器记录、数字显示或电传打印等方式。在现代的仪器中，还有标尺扩展、背景校正、自动进样等装置。检测系统也是
原子吸收分光光度计的一个关键部分，目前应用微机进行程序控制，可自动选择分析条件和进行数据处理，使分析结果得到改善，操作更加简便。
