X射线荧光光谱仪既可用于材料的组成成分分析,也适用于固体粉末、晶体、薄膜、液体等样品的分析。根据样品分别选配石英池（液体样品）或固体样品架（粉末或片状样品）。仪器主要由激发源(X射线管)和探测系统构成。
X射线荧光光谱仪具有强大的定量元素分析功能，专门为工业过程和质量控制要求很苛刻的应用领域，以及研发实验室要求的功能强大的元素分析工具而设计，其在分析性能和灵活性方面更进一步。
X射线荧光光谱仪主要组件的选择有如下这些：
1、探测器
新型探测器技术——硅漂移探测器（SDDs）能够提高低能量敏感度，使得X射线荧光光谱技术可以对一些低原子序数元素进行检测分析，甚至是在空气气氛中也能进行检测，例如用于测量化学镀镍涂层中磷元素（原子序数Z=15）的含量。但是，大多数的低原子序数元素的检测分析依然还需要隔离空气气氛。
2、X射线源（X射线管、供电电源、滤光片、光束尺寸）
这里将一些组件都列到X射线源里面统一讨论，包括X射线管、电源供应器、滤光片、光束尺寸。X射线管和供电电源决定了检测样品将受到的能量强度和能量分布。商业化的能量色散X射线荧光光谱仪中用到的大多数X射线管都是50KV，1mA（50W）规格的。50KV的高电压能够提供更高的激发效率；X射线管通量可以利用灯丝电流设置进行控制。
X射线荧光光谱仪的X射线管本质上是一个在高电压下工作的二极管，包括一个发射电子的阴极和一个收集电子的阳极（也即靶材）；比较常用的阳极材料有钨（W）、铑（Rh）、钼（Mo）和铬（Cr）等，其中钨（W）和铑（Rh）使用为广泛。钨金属能够产生更强的轫致辐射，也因此能得到更高的能量（17-30KeV）激发效率。对于低原子序数元素的激发，则通常选取铑（Rh）元素。
