其原理為：當金屬被能量激發(fā)時，根據量子力學理論，原子的殼層電子會被激發(fā)到較高能級的外層軌道上，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在一定條件下，它從高能級躍遷到低能級就會發(fā)出光子，發(fā)出特征譜線。各種元素都有不同的特征譜線，這些譜線經過光學系統(tǒng)進行分光，色散成按波長排序的一系列連續(xù)光譜，再經過光電轉換元件把光信號直接轉換為電信號。后計算機測量系統(tǒng)就可以通過計算某元素特征譜線的強度來確定元素的百分含量。

正是因分析速度快，分析結果可靠等優(yōu)點，直讀光譜儀在工業(yè)生產中有非常廣泛的應用，適用于鋼鐵、冶金、鑄造、機械加工等行業(yè)的來料檢驗、質量控制及出廠檢驗等，是冶金爐前快速定量分析、金屬材料質量監(jiān)控的好助手。