一台典型的X射线荧光（XRF）仪器由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。
然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。X射线照在物质上而产生的次级X射线被称为X射线荧光。利用X射线荧光原理，理论上可以测量元素周期表中铍以后的每一种元素。在实际应用中，有效的元素测量范围为9号元素（F）到92号元素（U）。
X射线用于元素分析，是一种新的分析技术，但在经过二十多年的探索以后，现在已成熟，已成为一种广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域。
每个元素的特征X射线的强度除与激发源的能量和强度有关外，还与这种元素在样品中的含量有关。根据各元素的特征X射线的强度，也可以获得各元素的含量信息。这就是X射线荧光分析的基本原理。
X射线荧光分析仪的优点：对于已压铸好的机械零件可以做到无损检测，而不毁坏样品。测试速率高，可以在较少时间内进行大量样品测试，分析结果可以通过计算机直接连网输出。分析速度较快。对于纯金属可采用无标样分析，精度能达分析要求。不需要专业实验室与操作人员，不引入其它对环境有害的物质。
X射线荧光分析仪的缺点：关于非金属和界于金属和非金属之间的元素很难做到精确检测。在用基本参数法测试时，如果测试样品里含有C、H、O等元素，会出现误差。
不能作为仲裁分析方法，检测结果不能作为根据，不能区分元素价态。对于钢铁等含有非金属元素的合金，需要代表性样品进行标准曲线绘制，分析结果的精确性是建立在标样化学分析的基础上。标准曲线模型需求不时更新，在仪器发生变化或标准样品发生变化时，标准曲线模型也要变化。
