手持式X射線熒光光譜儀(XRF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義射線，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，達到定性定量分析的目的。

根據終典電微理論，運動的帶電子的運動速度發生改變時會向外復射電磁波，實驗宰中常用的從線源便是利用這一原理產生的:利用被高樂加速的電子轟擊金屬靶，電子被金屬靶所減速，便向外輻射X射線。X射線是一種波長較短的電磁輻射，通常是指能量范用在0,1~100key的光子。

由于X熒光具有一定波長，同時又有一定能量，因此，手持式X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型和能量色散型。下圖是這兩類儀器的原理圖: