XRF分析儀由激發源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X射線（一次X射線），激發被測樣品。受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然后，儀器軟件將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。
XRF分析儀的優劣勢分析如下：
XRF分析儀優勢:
分析速度快。測定用時與測定精密度有關，但一般都很短，2～5分鐘就可以測完樣品中的全部待測元素。
X射線熒光光譜跟樣品的化學結合狀態無關，而且跟固體、粉末、液體及晶質、非晶質等物質的狀態也基本上沒有關系。（氣體密封在容器內也可分析）但是在高分辨率的精密測定中卻可看到有波長變化等現象。特別是在超軟X射線范圍內，這種效應更為顯著。波長變化用于化學位的測定。
非破壞分析。在測定中不會引起化學狀態的改變，也不會出現試樣飛散現象。同一試樣可反復多次測量，結果重現性好。
X射線熒光分析是一種物理分析方法，所以對在化學性質上屬同一族的元素也能進行分析。
分析精密度高。
制樣簡單，固體、粉末、液體樣品等都可以進行分析。
XRF分析儀劣勢：
難于作分析，故定量分析需要標樣。
對輕元素檢測的靈敏度要低一些。c）容易受相互元素干擾和疊加峰影響。
