利用原級 X射線或其他光子源激發待測物質中的原子，使之產生螢光（次級X射線），從而進行物質成分分析的儀器。X射線螢光光譜儀又稱XRF光譜儀，有色散型和非色散型兩種。色散型又分為波長色散型和能量色散型。波長色散型XRF光譜儀由X射線管激發源，分光系統，探測器系統，真空系統和氣流系統等部分組成。根據分析晶體的聚焦幾何條件不同，分為非聚焦反射平晶式，半聚焦反射彎晶式，全聚焦反射彎晶式，半聚焦透射彎晶式等。其原理是：試樣受X射線照射後，元素的原子內殼層電子被激發，，並產生殼層電子躍遷而發射出該元素的特征X射線，通過探測器測量元素特征X射線的波長（能量）的強度與濃度的比例關系，便可進行定量分析。其優點是：不破壞樣品，分析速度快，適用於測定原子序數4以上的所有化學元素，分析精度高，樣品制備簡單。（見彩圖）
X射線熒光光譜儀