X射線熒光光譜儀是一種較新型可以對多元素進行快速同時測定的儀器。在X射線激發下，被測元素原子的內層電子發生能級躍遷而發出次級X射線(即X-熒光)。波長和能量是從不同的角度來觀察描述X射線所采用的兩個物理量。
X射線熒光光譜儀是用晶體分光而后由探測器接收經過衍射的特征X射線信號。如果分光晶體和控測器作同步運動，不斷地改變衍射角，便可獲得樣品內各種元素所產生的特征X射線的波長及各個波長X射線的強度，可以據此進行定性和定量分析。
下面我們來看看常用的三款X射線熒光光譜儀的結構和功能方面的區別：
波長色散型熒光光譜儀(WD-XRF)，一般由光源(X-射線管)、樣品室、分光晶體和檢測系統等組成。為了準確測量衍射光束與入射光束的夾角，分光晶體是安裝在一個精密的測角儀上，還需要一龐大而精密并復雜的機械運動裝置。由于晶體的衍射，造成強度的損失，需要作為光源的X射線管的功率要大，一般為2～3千瓦。但X射線管的效率極低，只有1%的電功率轉化為X射線輻射功率，大部分電能均轉化為熱能產生高溫，所以X射線管需要專門的冷卻裝置(水冷或油冷)，這就使得儀器結構比較復雜，硬件成本高，因此波譜儀的價格比能譜儀要高的多。
普通能量色散型X-熒光光譜儀(ED-XRF)，一般由光源(X-射線管)、濾光片、樣品室和檢測系統等組成，與波長色散型X熒光光譜儀(WD-XRF)的區別在于它不用分光晶體，機構比較簡單，價位比較低，但輕元素的檢出限較高。
偏振式能量色散X射線熒光光譜儀ED(P)-XRF，不采用濾光片，而采用偏振次級靶，其它與普通能量色散X熒光光譜儀(ED-XRF)相似，結構也比較簡單，價位也遠低于波長色散型熒光光譜儀(WD-XRF)，但在輕元素的檢出限方面接近波長色散型熒光光譜儀(WD-XRF)。
