利用原子熒光譜線的波長和強度進行物質(zhì)的定性與定量分析的方法。原子蒸氣吸收特征波長的輻射之后，原子激發(fā)到高能級，激發(fā)態(tài)原子接著以輻射方式去活化，由高能級躍遷到較低能級的過程中所發(fā)射的光稱為原子熒光。當激發(fā)光源停止照射之后，發(fā)射熒光的過程隨即停止。原子熒光可分為3類：即共振熒光、非共振熒光和敏化熒光，其中以共振原子熒光zui強，在分析中應用zui廣。共振熒光是所發(fā)射的熒光和吸收的輻射波長相同。只有當基態(tài)是單一態(tài)，不存在中間能級，才能產(chǎn)生共振熒光。非共振熒光是激發(fā)態(tài)原子發(fā)射的熒光波長和吸收的輻射波長不相同。非共振熒光又可分為直躍線熒光、階躍線熒光和反斯托克斯熒光。直躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子由高能級躍遷到高于基態(tài)的亞穩(wěn)能級所產(chǎn)生的熒光。階躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子先以非輻射方式去活化損失部分能量，回到較低的激發(fā)態(tài)，再以輻射方式去活化躍遷到基態(tài)所發(fā)射的熒光。直躍線和階躍線熒光的波長都是比吸收輻射的波長要長。反斯托克斯熒光的特點是熒光波長比吸收光輻射的波長要短。敏化原子熒光是激發(fā)態(tài)原子通過碰撞將激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另一個原子使其激發(fā)，后者再以輻射方式去活化而發(fā)射的熒光。

根據(jù)熒光譜線的波長可以進行定性分析。在一定實驗條件下，熒光強度與被測元素的濃度成正比。據(jù)此可以進行定量分析。原子熒光光譜儀分為色散型和非色散型兩類。兩類儀器的結(jié)構(gòu)基本相似，差別在于非色散儀器不用單色器。色散型儀器由輻射光源、單色器、原子化器、檢測器、顯示和記錄裝置組成。輻射光源用來激發(fā)原子使其產(chǎn)生原子熒光。可用連續(xù)光源或銳線光源，常用的連續(xù)光源是氙弧燈，可用的銳線光源有高強度空心陰極燈、無極放電燈及可控溫度梯度原子光譜燈和激光。單色器用來選擇所需要的熒光譜線，排除其他光譜線的干擾。原子化器用來將被測元素轉(zhuǎn)化為原子蒸氣，有火焰、電熱、和電感耦合等離子焰原子化器。檢測器用來檢測光信號，并轉(zhuǎn)換為電信號，常用的檢測器是光電倍增管。顯示和記錄裝置用來顯示和記錄測量結(jié)果，可用電表、數(shù)字表、記錄儀等。原子熒光光譜分析法具有設備簡單、靈敏度高、光譜干擾少、工作曲線線性范圍寬、可以進行多元素測定等優(yōu)點。在地質(zhì)、冶金、石油、生物醫(yī)學、地球化學、材料和環(huán)境科學等各個領域內(nèi)獲得了廣泛的應用。