直讀光譜儀的自動(dòng)化程度高、選擇性好、操作簡(jiǎn)單、分析速度快、可同時(shí)進(jìn)行多元素定量分析直讀光譜分析的基本原理。
直讀光譜儀由測(cè)定物質(zhì)的組成，是人類認(rèn)識(shí)自然，改造自然必要的。物質(zhì)系由分子或原子所組成。欲測(cè)定物質(zhì)的組成，通常用化學(xué)分析法，但光譜分析也是廣泛采用的方法。
物質(zhì)都有其屬性，通過(guò)屬性可以區(qū)別不同的物質(zhì)。由于物質(zhì)的組成不同，在一定條件下物質(zhì)能發(fā)射其特征的光譜。我們就是利用光譜這個(gè)屬性來(lái)測(cè)定物質(zhì)的組成。
由于光具有波動(dòng)物質(zhì)，所以光的一個(gè)標(biāo)志是它的波長(zhǎng)。不同顏色的光彩表明它們的波長(zhǎng)不同。由短波的紫光到長(zhǎng)波的紅光組成全部可見(jiàn)光。按照波長(zhǎng)分開(kāi)而排列的一系列不同波長(zhǎng)的光就組成所謂光譜。廣義而言，可用于分析工作的光譜的范圍可以包括更大電磁波的范圍，大約波長(zhǎng)范圍由10-10至10厘米。
物質(zhì)能發(fā)射光譜，物質(zhì)對(duì)光且有吸收、散射等作用。這些現(xiàn)象都可以利用來(lái)作物質(zhì)的測(cè)定。這里討論的限于發(fā)射光譜分析，或者說(shuō)的嚴(yán)密一些，應(yīng)稱作發(fā)射光譜化學(xué)分析。但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們就稱之為光譜分析。
物質(zhì)發(fā)射的光譜有三種，線狀光譜、帶狀光譜及連續(xù)光譜。線狀光譜系由原子或離子被激發(fā)而發(fā)射，因此只有當(dāng)物質(zhì)在離解成原子或離子時(shí)（一般氣態(tài)或高溫下）才發(fā)射線狀光譜。帶狀光譜系由分子被激發(fā)而發(fā)射，而連續(xù)光譜系由炙熱的固體或液體所發(fā)射。在通常進(jìn)行光譜分析所用的激發(fā)光源火焰、電弧或電火花的作用下，分析的物質(zhì)處在高溫的氣態(tài)下，一般都離解為原子或離子，因而被激發(fā)后發(fā)射的是線狀光譜。所以光譜分析所利用的是線狀光譜中的譜線，并且所得結(jié)果只能給出組成元素的種類及含量，而不顯示物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。
每一種元素的原子被激發(fā)后，可以產(chǎn)生一組其特征的光譜，而特征光譜的出現(xiàn)就能證明此種元素在輻射源中存在，原子或離子被激發(fā)而產(chǎn)生十?dāng)?shù)萬(wàn)條光譜的譜線已經(jīng)測(cè)定它們的波長(zhǎng)。由于測(cè)定波長(zhǎng)能達(dá)很高的準(zhǔn)確度，光譜中的大部分譜線都可以無(wú)誤地確定其由哪一種元素產(chǎn)生。所以光源定性分析是很可靠的辦法，即靈敏、快速又簡(jiǎn)單。周期表上約七十個(gè)元素，可以用光譜方法，較容易地定性測(cè)定。
物質(zhì)發(fā)射的光譜需用分光儀器進(jìn)行觀測(cè)。分光儀器需有三個(gè)元件：狹縫、能將不同波長(zhǎng)的光按波長(zhǎng)分開(kāi)和排列成序的三棱鏡或光柵和能聚焦成像以形成譜線的光學(xué)系統(tǒng)（譜線即為狹縫的像）。
譜線落在焦面上，可用感光板攝取，或用目鏡觀測(cè)（限于可見(jiàn)光），或用一出口狹縫接收（使與近旁其它譜線區(qū)分）。前一種方式即為一攝譜儀，其次一種方式則為看譜鏡，而第三種方式則為單色儀。如在許多譜線處裝上出口狹縫，并在出口狹縫后面設(shè)置光電接收裝置，即成為光電直讀光譜議。
