X射線熒光光譜儀既可用于材料的組成成分分析,也適用于固體粉末、晶體、薄膜、液體等樣品的分析。根據樣品分別選配石英池（液體樣品）或固體樣品架（粉末或片狀樣品）。儀器主要由激發源(X射線管)和探測系統構成。
X射線熒光光譜儀具有強大的定量元素分析功能，專門為工業過程和質量控制要求很苛刻的應用領域，以及研發實驗室要求的功能強大的元素分析工具而設計，其在分析性能和靈活性方面更進一步。
X射線熒光光譜儀主要組件的選擇有如下這些：
1、探測器
新型探測器技術——硅漂移探測器（SDDs）能夠提高低能量敏感度，使得X射線熒光光譜技術可以對一些低原子序數元素進行檢測分析，甚至是在空氣氣氛中也能進行檢測，例如用于測量化學鍍鎳涂層中磷元素（原子序數Z=15）的含量。但是，大多數的低原子序數元素的檢測分析依然還需要隔離空氣氣氛。
2、X射線源（X射線管、供電電源、濾光片、光束尺寸）
這里將一些組件都列到X射線源里面統一討論，包括X射線管、電源供應器、濾光片、光束尺寸。X射線管和供電電源決定了檢測樣品將受到的能量強度和能量分布。商業化的能量色散X射線熒光光譜儀中用到的大多數X射線管都是50KV，1mA（50W）規格的。50KV的高電壓能夠提供更高的激發效率；X射線管通量可以利用燈絲電流設置進行控制。
X射線熒光光譜儀的X射線管本質上是一個在高電壓下工作的二極管，包括一個發射電子的陰極和一個收集電子的陽極（也即靶材）；比較常用的陽極材料有鎢（W）、銠（Rh）、鉬（Mo）和鉻（Cr）等，其中鎢（W）和銠（Rh）使用為廣泛。鎢金屬能夠產生更強的軔致輻射，也因此能得到更高的能量（17-30KeV）激發效率。對于低原子序數元素的激發，則通常選取銠（Rh）元素。
