直讀光譜儀采用原子發射光譜學的分析原理，樣品經過電弧或火花放電激發成原子蒸汽，蒸汽中原子或離子被激發后產生發射光譜，發射光譜經光導纖維進入光譜儀分光室色散成各光譜波段，根據每個元素發射波長范圍，通過光電管測量每個元素的最佳譜線，每種元素發射光譜譜線強度正比于樣品中該元素含量，通過內部預制校正曲線可以測定含量，直接以百分比濃度顯示。