原子熒光分析儀分非色散型原子熒光分析儀與散型原子熒光分析儀。這兩類儀器的結構基本相似，差別在于單色器部分。
1、激發光源：可用連續光源或銳線光源。常用的連續光源是氙弧燈，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續光源穩定，操作簡便，壽命長，能用于多元素同時分析，但檢出限較差。銳線光源輻射強度高，穩定，可得到更好的檢出限。
2、原子化器：原子熒光分析儀對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。
3、光學系統：光學系統的作用是充分利用激發光源的能量和接收有用的熒光信號，減少和除去雜散光。色散系統對分辨能力要求不高，但要求有較大的集光本領，常用的色散元件是光柵。非色散型儀器的濾光器用來分離分析線和鄰近譜線，降低背景。非色散型儀器的優點是照明立體角大，光譜通帶寬，集光本領大，熒光信號強度大，儀器結構簡單，操作方便。缺點是散射光的影響大。
4、檢測器：常用的是光電倍增管，在多元素原子熒光分析儀中，也用光導攝象管、析象管做檢測器。檢測器與激發光束成直 角配置，以避免激發光源對檢測原子熒光信號的影響。