当样品中的元素暴露于高强度X射线源时，荧光分析X射线管放射的射线将在这些元素特有的能级上从样品发射。

　　所有XRF光谱仪的基本概念是光源、样品和检测系统。源照射样品，检测器测量从样品发射的荧光辐射。在大多数情况下，XRF源是X射线管。替代物是放射源或同步加速器。XRF仪器有两种主要类型：能量色散X射线荧光（EDXRF）和波长色散X射线荧光（WDXRF）。

　　X射线荧光（XRF）是一种强大的定量和定性分析材料的元素分析工具。它理想地适合于测量膜厚度和组成，测定固体和溶液重量的元素浓度，并鉴定复杂样品基质中的特定和微量元素。XRF分析广泛应用于许多行业，包括半导体、电信、微电子、金属精加工和精炼、食品、药品、化妆品、农业、塑料、橡胶、纺织品、燃料、化学品和环境分析。该方法快速、准确、无损，通常只需要少量的样品制备。

　　X射线光学可用于增强两种类型的XRF仪器。对于传统的XRF仪器，样品表面典型的焦斑尺寸范围从几百微米到几毫米。聚毛细管聚焦光学装置从发散X射线源收集X射线并将其引导到样品表面上的小聚焦光束，其直径为几十微米。所产生的增加的强度，传递到样品中的一个小焦斑，允许增强的空间分辨率，用于微量特征分析和增强的性能，用于微量元素的测量，用于微X射线荧光应用。双弯曲晶体光学将强微米大小的单色X射线束引导到样品表面，用于增强元素分析。