光譜分析儀的分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品的蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收，由發(fā)射光譜被減弱的程度，進而求得樣品中待測元素的含量。它符合郎珀-比爾定律 a= -lg i/i o= -lgt = kcl 式中i為透射光強度，i0為發(fā)射光強度，t為透射比，l為光通過原子化器光程由于l是不變值所以a=kc。物理原理任何元素的原子都是由原子核和繞核運動的電子組成的，原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此，一個原子核可以具有多種能級狀態(tài)。能量*低的能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級（e0=0），其余能級稱為激發(fā)態(tài)能級，而能*低的激發(fā)態(tài)則稱為**激發(fā)態(tài)。正常情況下，原子處于基態(tài)，核外電子在各自能量*低的軌道上運動。
如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子，當外界光能量e恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差e時，該原子將吸收這一特征波長的光，外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，而產(chǎn)生原子吸收光譜。電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài)，但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的，大約經(jīng)過10^-8秒以后，激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級，并將電子躍遷時所吸收的能量以光的形式釋放出去，這個過程稱原子發(fā)射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量，而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。