利用原子（或離子）在一定條件下受激而發射的特徵光譜來研究物質化學組成的分析方法。
簡史 1762年德意志礦物學傢A.S.馬格拉夫首次觀察到鈉鹽或鉀鹽使酒精燈火焰染成黃色或紫色的現象，並提出可據此鑒定和區分二者。1802年W.H.渥拉斯頓和1814年J.夫瑯和費分別用玻璃棱鏡研究太陽、燭光和電火花光譜時發現各自不同的某些銳利的亮線和暗線，但無法解釋其原因。1854年D.奧爾特認為，，把一個元素的發射光譜與其他元素發射光譜對比觀測，可以簡單地檢測某種元素。世界公認的光譜分析是1859年G.R.基爾霍夫和R.W.本生合作的成果，他們以本生燈為光源，共同設計制造第一臺以光譜分析為目的的分光鏡。他們預言用此法可能檢測出自然界中存在的少量元素。1860年他們對某些礦泉水的火焰光譜中未知藍色光譜進行研究，發現瞭銫。此後30多年裡許多科學傢利用原子發射光譜發現瞭銣、鎵、銦、鉈、氦等新元素。雖然從1880年已開始使用照相的方法記錄原子發射光譜圖，但直到20世紀20年代才找到照相感光板上一種元素某條譜線變黑的程度S，與試樣中該元素含量C之間存在著對數關系，即S＝AlgC+B，但A和B受許多不易控制和未知的因素的影響，因而難以用於實踐。後來Б.Α.洛馬金提出，反應樣品中元素含量C與其特征譜線輻射強度I之間的經驗公式I＝aCb，奠定瞭光譜定量分析的基礎。a是與光源類型、光源條件、樣品組分、結構等因素有關的常數，b是自吸收系數。在找到探索發光強度與感光板變黑程度間關系的實驗方法後，才開始用攝譜法進行發射光譜的定量分析。
原理 穩定狀態的原子受外界能量作用後，原子核外電子可能從基態躍遷到具有較高能量的激發態，激發態的原子是不穩定的，通常在10-10～10-8秒時間內，電子就要由激發態躍遷回到基態或較低的能量狀態，此時原子會以電磁波的形式釋放出多餘的能量。因為原子核外電子的能量狀態是量子化的，電子由激發態E*返回低能量狀態E所發射的光能應具有特征頻率v，其能量相當於始末態的能級差，即hv＝E*-E，h為普朗克常數。在一定條件下，一種原子的電子可能在多種能態間躍遷，而輻射不同特征波長的光。利用分光儀可將原子輻射的特征光按頻率分解成若幹條線狀光譜，這就是原子發射光譜。氫原子光譜見圖1。
不同原子的核外電子的能量狀態不同，不同的原子由於電子在不同能態間躍遷而發射的光譜，具有不同的波長。因此，提供足夠的能量使原子受激發光時，根據某種原子特征波長發射光譜線的出現與否，即可判斷分析對象中該種原子是否存在，即所謂原子發射光譜定性分析。分析試樣中某種原子數目越多，則這種原子受激發的幾率越高，相應發射的特征光譜線也越強，將它與已知含量標樣的譜線強度相比較，即可測定未知樣中該種元素的含量，即所謂原子發射光譜定量分析。
為使原子核外的價電子或外層電子受激發光，隻需要提供幾十電子伏的能量，此時通常產生可見光波段和紫外光波段的光譜，即常規的原子發射光譜。如果外界供給能量足以使原子核外的內層電子受激發，則原子的外層激發態電子向內層躍遷時，由於能級差大，將釋放較大能量，產生X射線波段范圍的光譜，常稱之為X射線發射光譜。根據供給能量方式的不同，原子發射光譜分為一次發射光譜(電能或熱能激發)和二次熒光光譜（光能激發）。
儀器 光譜儀（見彩圖）通常分為以下幾部分（圖2）：
①能源，它提供熱能或電能，使分析樣品，轉化為原子蒸氣狀態，並使原子受激發光。常用的能源有直流電弧、交流電弧、火花、高頻耦合等離子體；②分光系統，各種組分原子發射的多種波長的光、經分光系統（常用的是光柵或棱鏡）分解成光譜；③檢測系統，利用照相法或光電直讀法按順序對每一條譜線的波長和強度進行檢測。
光柵攝譜儀
北京有色金屬研究總院供稿
光柵攝譜儀的低氣流矩管(上)和旋流霧室(下)
方法 進行光譜定性分析最常用的方法是鐵譜比較法。鐵光譜譜線較多，分佈在紫外、可見、近紅外等波段，其波長均已準確測定，以此作為波長標尺，通過與它比較來確認試樣中未知譜線的波長，進而推斷其組成元素。光譜定量分析的常規方法是內標法。即從試樣中選擇或人為外加已知量的某內標元素，利用分析元素譜線與內標元素譜線的相對強度受外界條件影響較小的原理，再配合已知含量的標準系列樣品進行分析。
應用 原子發射光譜分析法的優點為：①分析速度快，一份試樣可進行多元素分析，多個試樣連續分析；②選擇性好，許多化學性質極相近而難以分別分析的元素如鈮、鉭、鋯、鉿、稀土元素等，其光譜性質有較大差異；③靈敏度高，許多元素絕對靈敏度為10-11～10-13克；④試樣消耗少（毫克級）。適用於微量和痕量無機組分分析，廣泛用於金屬、礦石、合金、稀土元素、超純材料的分析。
參考書目
錢振彭、黃本立等編：《發射光譜分析》，冶金工業出版社，北京，1979。