進行光譜分析的儀器設備主要由光源、分光系統(光譜儀)及觀測系統三部分組成。簡單地說，就是把試樣引入激發光源，使其原子化、激發和電離，輻射出特征光譜，然后用分光系統使光輻射色散，最后將形成的光譜通過相板或轉換為電信號進行強度測量。
ICP光譜儀可分為幾類，即攝譜儀、多通道光電直讀光量計和順序掃描單色儀。近年來最流行的ICP光譜儀則為采用固體檢測器的全譜直讀光譜儀。
(1)攝譜型等離子發射光譜儀
采用相板記錄的商品ICP攝譜儀并不多，我國目前仍在使用此類儀器。如北京光學儀器廠的WP-2L型ICP-D型攝譜儀、北京第二光學儀器廠的WPl-G型ICP攝譜儀，及許多自行組裝的ICP光譜儀。
(2)多通道光電直讀等離子發射光譜儀
此種光譜儀為固定狹縫多通道式，即在光譜儀的焦面上按欲測元素所選用光譜線出現的位置安裝許多固定出射狹縫和相應的檢測器(如光電倍增管)，同時接收來自試樣的多個元素的分析信號，多通道儀器的通道數目可多達60道以上。多通道ICP光譜儀具有很高的分析效率和很好的分析精密度，是一種同時多元素快速測定的方法，適用于大批量試樣分析。缺點是通道數目有限且固定，靈活性差，不能靈活選擇測定元素，也難以根據試樣的基體和待測元素的含量選擇干擾少或不同靈敏度的適用譜線。
(3)順序掃描型等離子發射光譜儀
順序單道掃描儀相當于出射狹縫和電子倍增管在光譜儀的焦面上移動掃描或光柵轉動掃描，順序檢測不同波長的譜線。此種方式具有較大的靈活性，可以根據試樣特點和元素含量靈活選擇譜線進行順序多元素分析。其缺點是測定元素多時，分析速度慢，消耗試樣溶液多，且精密度較差。
(4)多通道與順序掃描單色儀結合型等離子發射光譜儀
鑒于上述兩種類型的儀器均有其各自的優缺點，可在多通道儀器的基礎上附加一個單色儀，以在一定程度上彌補各自的缺陷。
(5)全譜直讀型等離子發射光譜儀
全譜直讀型ICP-AES運用了現代微電子學、光電子學和計算機領域的最新成果，推出了以中階梯光柵二維色散與固態檢測器相結合的新型儀器，實現了ICP-AES的一次革命性飛躍。用幾十萬至上百萬像元(CCD或CID)組成的檢測器，實現了高信息量的二維全譜檢測，集經典的攝譜儀、多道光量計和單道掃描光譜儀的優點于一身，可以采集全譜圖照片，將試樣中存在的所有元素的原子發射光譜信息同時記錄下來，得到試樣的“指紋”信息，以便日后對某些元素的復雜情況進行重新研究或探討尚未分析的元素，還可以靈活選擇譜線，考察譜圖，在一次讀譜中，可同時精確地讀出一個元素的多條譜線，通過不同譜線的測定結果判斷有無譜線的干擾，靈活選擇最佳譜線。另外，可通過采用不同強度的譜線來分析試樣中不同含量的元素，實現更寬的線性動態范圍；方便地進行背景和干擾校正，適用于不同類型的試樣；利用譜線差減，直接比較試樣之間的差別，發現尚未分析的元素；測定精密度高，分析速度快，效率高，適用于大批量試樣分析；方便與流動注射分析(FIA)或液相色譜等技術聯用，測量瞬態信號。