儀器原理
（除色譜外），能量源（光、X射線、電子、離子、等離子體等）作用於樣品（固體、液體或氣體）上，使樣品原子或分子經激發、吸收、發射或離解等過程，再測量作用後樣品的某一量，即可繪出所得信息（強度或濃度等)為能量、質量或波長的函數的譜圖。下麵分述之。
原子光譜凡設法使原子的電子能量狀態發生變化，從而發生光的發射或吸收作用，並通過對光的波長和強度進行測量，對物質所含元素或原子結構進行分析的方法稱為原子光譜分析方法，如原子吸收光譜、原子發射光譜等。
分子光譜凡設法使分子的電子能量、轉動能量或振動能量狀態發生變化，從而發生光的發射或吸收作用，並通過對光的波長和強度進行測量，對物質所含元素或分子結構進行分析的方法稱為分子光譜法，如紅外分光亮度計、紫外可見光亮度計等。
質譜利用帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理，按物質的原子或分子質量差異進行分離和檢測其組分的一種儀器，如質譜和二次離子質譜等。
能譜外界能量（x光、電子束或離子束等）作用於某一原子，原子受激後發射出表征該原子各種特征的X射線或電子，測量這些X光或電子能量或強度，則可表征該原子的種類或濃度，如X光電子能譜、俄歇電子能譜等。
而色譜儀的原理則是利用混合物內各組分在不同兩相中的物理和化學性質（如溶解、解析、吸附、脫附、離子交換或其它親合作用）的差異，當兩相作相對運動時，使各組分在兩相中反複多次分配而得到相互分離。
儀器主要組成
本中心的譜儀基本上由：進樣係統、能量源、分析係統、信號接受或檢測係統、譜圖和數據記錄係統或成像計算機（有的譜儀不帶計算機）、係統組成。
其能量源主要為光源、X線源、電子源、離子源和等離子體源等五種。多數能量源均帶有過濾、純化裝置，使之單色化、單能化、或單一成分化。樣品經能量源作用，一般都能產生激發、蒸發、離解或電離，發出的信號被接受或被檢測，這一部分含有分光係統、倍增管或放大器係統。譜圖、數據記錄或成像係統通常配有打印機、繪圖儀、顯示屏、攝像儀等。計算機一般為專用機。
應用
每種譜儀都代表一項獨立的測試技術，該項技術是應某類問題而產生，又有效地服務於這類問題，因而都有著自己獨特的用途，其應用在有關書籍中均有列舉，本文不再贅述。然而每種測試技術又不是萬能的，都有其局限性。近代工程問題，哪怕是完成某一具體項目，也絕不是靠一種方法所能完成的，往往同時需要多種方法配合使用，取其每種方法的長處，綜合各種能力，共同完成之。為此，目前世界上儀器商不斷推出各種類型的多功能組合儀器，已成為一種明顯的趨勢，在我中心就有色譜一質譜聯用儀、多菜單麵分析係統等。另一方麵，在解決工程問題時具體采用哪幾種方法相結合，每種方法擔負何種分析任務，主要取決於：
樣品的種類、性質、尺寸及可破壞性。
不同方法的靈敏度不同，同一種方法對不同元素的靈敏度也不同。