X射線熒光光譜儀主要是根據熒光光譜和激發光譜來判定物質的性質和量，具體如下：使激發光的波長和強度保持不變，而讓熒光物質所發生的熒光通過發射單色器照射于檢測器上，調節發射單色器至各種不同波長處，由檢測器測出相應的熒光強度，讓不同波長的激發光激發熒光物質使之發生熒光，而讓熒光以固定的發射波長照射到檢測器上。
X射線熒光光譜儀進行定量分析的依據是元素的熒光X射線強度與試樣中該元素的含量Wi成正比：Ii=IsWi式中，Is為Wi=1時，該元素的熒光X射線的強度。根據上式，可以采用標準曲線法，增量法，內標法等進行定量分析。
X射線熒光光譜儀在定性分析時，可以靠計算機自動識別譜線，給出定性結果。但是如果元素含量過低或存在元素間的譜線干擾時，仍需人工鑒別。首先識別出X射線管靶材的特征X射線和強峰的伴隨線，然后根據2θ角標注剩斜譜線。在分析未知譜線時，要同時考慮到樣品的來源，性質等因素，以便綜合判斷。
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X射線熒光光譜儀優勢：
1、制樣簡單，試樣多數不需經過化學處理就可分析，且固體、液體試樣均可直接分析。
2、分析速度快。雖然測定用時與測定精密度有關，但一般都很短，2～5分鐘就可以測完樣品中的全部待測元素。
3、多元素同時檢出能力。可同時檢測一個樣品中的多種元素，一個樣品一經激發，樣品中各元素都各自發射出其特征譜線，可以進行分別檢測而同時測定多種元素。
4、敏感度高，選擇性好。熒光分析的靈敏度要比吸收光譜測量高2-3個數量級。
5、非破壞分析。在測定中不會引起化學狀態的改變，也不會出現試樣飛散現象，同一試樣可反復多次測量，結果重現性好。
