光譜儀采用的發射光譜原理，發射光譜是項用于檢查和定量分析材料中組成元素的技術。發射光譜利用每個元素都有其特有的院子結構的事實。當吸收到附加的能量時，每個元素發出特有波長的光，或顏色。因為沒有兩個元素有相同的光譜線。所以元素能夠被分辨出來。發射光譜線的亮度與對應的元素在油樣重的數量成正比，這樣可以確定元素的濃度。在通常情況下，激發之前，每個元素的電子以它的低能量被傳遞給油液或燃料，導致樣品汽化。

原子中的電子吸收能力并暫時被迫離開其元素核而達到較高的、不穩定的運行軌道。在達到此不穩定狀態后，電子釋放所吸收的能量并返回基態或穩定的狀態。所釋放的能量是特定值，與受激原子內電子躍遷時的能量變化值相對應。能量以光的形式發出，次光線有固定的頻率或波長，其由電子躍遷時的能量決定。由于有些復雜原子的許多不同電子可能會有多種不同的能量躍遷，所以會發出許多不同波長的光線。這些光譜線唯對應于某種元素的原子結構。

光譜線的強度正比于樣品中被測元素的濃度，如果在樣品中存在不止種元素，則對應每個元素將分別會出現明顯不同波長的光譜線。為了辨別和定量分析在樣品中出現的元素，必須分開這些譜線。通常在許多可能的選擇中只有條光譜線被選來決定某元素的濃度。被選譜線般亮度較大，并能免受其他元素光譜線的干擾。為了實現這個目的，需要套光學系統。所有的發射光譜分析儀系統都由三個主要部分組成，分別為激發源，光學系統，讀出系統。