在X射线分析仪器中，除了主要用于晶体结构分析的X射线衍射仪之外，还有用于成分分析的X射线荧光分析仪即X射线荧光光谱仪。X射线荧光分析的基本原理是，用X射线作为一种能量去打击样品，使之产生波长大于X射线的特征X射线，然后经过分光作定量或定性分析。
X射线荧光光谱仪主要由X射线管、准直管、分光晶体和检测器组成。由X射线管发射的外来能量的X射线轰击试样，使之产生试样所含各种元素的不同波长的二次X射线，其中一部分通过准直管而形成平行射线投射到分光晶体。分光晶体相当于光栅或棱镜，把混杂波长的二次x射线按波长的长短顺序排列起来。改变分光晶体的旋转角，检测器同时相应回转，因分光晶体旋转角在一定条件下，对应某一定波长，故旋转角就是成分定性分析的依据，检测器接收到的该旋转角条件下某一定波长特征X射线的强度，它表示样品中含有该特征射线所对应原子的数量，是定量分析的依据，X射线荧光光谱仪的特点是分析迅速准确，对样品无破坏，用途极广。
X射线微区分析
在X射线荧光光谱仪中除了荧光分析仪之外，还有一种X射线发射光谱分析，它不是使用X射线轰击样品，而是用经过加速的高速电子轰击样品，电子可达到样品的内层，同样可以产生各种元素对应的特征X射线，以供成分的定性和定量分析，这种X射线荧光光谱仪一般与电子显微镜组合使用，称为电子探针。
