原子發射光譜分析是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組分的。不同的物質由不同元素的原子所組成，而原子都包含著一個結構緊密的原子核，核外圍繞著不斷運動的電子。
每個電子處在一定的能級上，具有一定的能量。在正常的情況下，原子處于穩定狀態，它的能量是最低的，這個狀態被稱為基態。當原子在外界能量的作用下轉變成氣態原子，并使氣態原子的外層電子激發至高能態。
當從較高的能級躍遷到較低能級時，原子將釋放出多余的能量而發射出特征譜線。
對所產生的輻射經過攝譜儀器進行色散分光，按波長順序記錄在感光板上，就可呈現出有規則的譜線條，即光譜圖。然后根據所得的光譜圖進行定性鑒定或定量分析。