當金屬被能量激發時，原子的殼層電子會被激發到較高能級的外層軌道上。在一定條件下，它從高能級躍遷到低能級就會發出光子，發出特徵譜線。各種元素都有不同的特徵譜線。這些譜線經過光學系統進行分光、色散成按波長排序的一系列連續光譜、再經過光電轉換元件把光信號直接轉換爲電信號。最後計算機系統就可以通過計算某元素特徵譜線的強度來確定元素的百分含量。
