手持合金分析儀的原理是從X光發(fā)射管里放射出來的高能初級射線光子會撞擊樣本元素。這些初級光子含有足夠的能量可以將里層即K層或L層的電子撞擊脫軌。這時，原子變成了不穩(wěn)定的離子。由于電子本能會尋求穩(wěn)定，外層L層或M層的電子會進(jìn)入彌補(bǔ)內(nèi)層的空間。在這些電子從外層進(jìn)入內(nèi)層的過程中，它們會釋放出能量，即為二次X射線光子。而整個過程則稱為螢光輻射。每種元素的二次射線都各有特征。而X射線光子螢光輻射產(chǎn)生的能量是由電子轉(zhuǎn)換過程中內(nèi)層和外層之間的能量差決定的。例如，鐵原子Fe的Kα能量大約是6.4千電子伏。特定元素在一定時間內(nèi)所放射出來的X射線的數(shù)量或者密度，能夠用來衡量這種元素的數(shù)量。

  手持合金分析儀體積小、便攜，方便野外工作，具有高靈敏度、測試時間短、操作簡易的特點。