利用低壓火花單向放電在金屬試樣表面與下電之間形成的高溫等離子體(3000°C-10000°C)，使金屬試樣表面的合金元素蒸發(fā)進(jìn)入高溫等離子體內(nèi)，同時(shí)吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；當(dāng)元素由激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)就會(huì)釋放出具有特征波長(zhǎng)的輻射。檢測(cè)是否存在特征波長(zhǎng)的輻射，即可對(duì)元素進(jìn)行定性分析；對(duì)特征波長(zhǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量即可進(jìn)行元素定量分析。
早期的光譜分析是利用感光板來(lái)記錄經(jīng)分光元件分離后的光強(qiáng)信號(hào)，然后再通過(guò)人工比較譜線的黑度值來(lái)計(jì)算試樣中元素含量。通常分析一個(gè)試樣至少需要一個(gè)小時(shí)以上，且工作范圍窄，分析差。
直讀光譜則是在試樣激發(fā)產(chǎn)生的復(fù)合光經(jīng)光柵分光后，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理光電管收到的信號(hào)，同時(shí)得到試樣的含量。一般分析一個(gè)試樣需十幾到幾十秒，且分析范圍寬，分析高。
多年來(lái)，由于不斷地采用了電子學(xué)光學(xué)和計(jì)算機(jī)的新技術(shù)以及光譜學(xué)新研究成果，直讀光譜技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。目前光譜分析的、準(zhǔn)確度及靈敏度可以和化學(xué)分析法；由于碳硫氮氧等元素的光譜分析技術(shù)的不斷完善，更使其成為冶金行業(yè)及機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)行成分在線控制為且為經(jīng)濟(jì)的解決方案。