離子色譜的分離機理主要是離子交換，有3種分離方式，它們是高效離子交換色譜（HPIC）、離子排斥色譜 （HPIEC）和離子對色譜 （MPIC）。用于3種分離方式的柱填料的樹(shù)脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但樹(shù)脂的離子交換功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的離子交換樹(shù)脂，HPIEC用高容量的樹(shù)脂，MPIC用不含離子交換基團的多孔樹(shù)脂。3種分離方式各基于不同分離機理。HPIC的分離機理主要是離子交換，HPIEC主要為離子排斥，而MPIC則是主要基于吸附和離子對的形成。

氣相色譜部分原理與氣象色譜一致，質(zhì)譜部分原理為電子轟擊離子化(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一種離子源，有機分子被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊，失去一個(gè)外層電子，形成帶正電荷的分子離子(M+)，M+進(jìn)一步碎裂成各種碎片離子、中性離子或游離基，在電場(chǎng)作用下，正離子被加速、聚焦、進(jìn)入質(zhì)量分析器分析。

液相色譜部分原理與氣象色譜一致，質(zhì)譜部分原理為電子轟擊離子化(electron impact ionization，EI)EI是最常用的一種離子源，有機分子被一束電子流(能量一般為70eV)轟擊，失去一個(gè)外層電子，形成帶正電荷的分子離子(M+)，M+進(jìn)一步碎裂成各種碎片離子、中性離子或游離基，在電場(chǎng)作用下，正離子被加速、聚焦、進(jìn)入質(zhì)量分析器分析。

ICP-MS儀器所使用的等離子體除了方位和線(xiàn)圈接地方式外，與發(fā)射光譜中使用的基本相同。所使用的質(zhì)量分析器、離子檢測器和數據采集系統又與四極桿GC-MS儀器相類(lèi)似。質(zhì)量分析器多采用四極桿質(zhì)譜計，也有采用具有高分辨的雙聚焦扇形磁場(chǎng)質(zhì)譜計、飛行時(shí)間質(zhì)譜計等。該技術(shù)的特點(diǎn)：靈敏度高；速度快，可在幾分鐘內完成幾十個(gè)元素的定量測定；譜線(xiàn)簡(jiǎn)單，干擾相對于光譜技術(shù)要少；線(xiàn)性范圍可達7～9個(gè)數量級；樣品的制備和引入相對于其他質(zhì)譜技術(shù)簡(jiǎn)單；既可用于元素分析，還可進(jìn)行同位素組成的快速測定；測定精密度(RSD)可到0.1%。

高頻振蕩器發(fā)生的高頻電流，經(jīng)過(guò)耦合系統連接在位于等離子體發(fā)生管上端，銅制內部用水冷卻的管狀線(xiàn)圈上。石英制成的等離子體發(fā)生管內有三個(gè)同軸氬氣流經(jīng)通道。冷卻氣(Ar)通過(guò)外部及中間的通道，環(huán)繞等離子體起穩定等離子體炬及冷卻石英管壁，防止管壁受熱熔化的作用。工作氣體(Ar)則由中部的石英管道引入，開(kāi)始工作時(shí)啟動(dòng)高壓放電裝置讓工作氣體發(fā)生電離，被電離的氣體經(jīng)過(guò)環(huán)繞石英管頂部的高頻感應圈時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的巨大熱能和交變磁場(chǎng)，使電離氣體的電子、離子和處于基態(tài)的氖原子發(fā)生反復猛烈的碰撞，各種粒子的高速運動(dòng)，導致氣體完全電離形成一個(gè)類(lèi)似線(xiàn)圈狀的等離子體炬區面，此處溫度高達6000一10000攝氏度。樣品經(jīng)處理制成溶液后，由超霧化裝置變成全溶膠由底部導入管內，經(jīng)軸心的石英管從噴咀噴入等離子體炬內。樣品氣溶膠進(jìn)入等離子體焰時(shí)，絕大部分立即分解成激發(fā)態(tài)的原子、離子狀態(tài)。當這些激發(fā)態(tài)的粒子回收到穩定的基態(tài)時(shí)要放出一定的能量(表現為一定波長(cháng)的光譜)，測定每種元素特有的譜線(xiàn)和強度，和標準溶液相比，就可以知道樣品中所含元素的種類(lèi)和含量。

原子吸收是指呈氣態(tài)的原子對由同類(lèi)原子輻射出的特征譜線(xiàn)所具有的吸收現象。

介于原子發(fā)射(AES)和原子吸收(AAS)之間的光譜分析技術(shù)，其原理類(lèi)似于原子發(fā)射光譜技術(shù)。通過(guò)測量待測元素的原子蒸氣在特定頻率輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強度，以此來(lái)測定待測元素含量的方法。

紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長(cháng)的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結構和化學(xué)組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統組成。根據分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學(xué)零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后，分子的振動(dòng)能級發(fā)生躍遷，透過(guò)的光束中相應頻率的光被減弱，造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到所測樣品的紅外光譜。

紫外可見(jiàn)分光光度計，工作原理如下：由于分子中的某些基團吸收了紫外可見(jiàn)輻射光后，發(fā)生了電子能級躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結構，其吸收光能量的情況也就不會(huì )相同，因此，每種物質(zhì)就有其特有的、固定的吸收光譜曲線(xiàn)，根據這一特性，可對物質(zhì)進(jìn)行定性分析。由于物質(zhì)濃度的不同，吸收光譜上的某些特征波長(cháng)處的吸光度也不相同，從而通過(guò)對物質(zhì)吸光度或透過(guò)率的測量判定該物質(zhì)的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎，也是分析儀器紫外可見(jiàn)分光光度計的工作原理。

直讀光譜儀的全稱(chēng)是火花光電直讀光譜儀，它的原理是，待測物品經(jīng)過(guò)電火花或者說(shuō)電弧的激發(fā)，從固態(tài)直接汽化，稱(chēng)為原子蒸汽，經(jīng)過(guò)電弧火花原子的內部發(fā)生了一系列反應，各元素發(fā)射出特征波長(cháng)，這些波長(cháng)經(jīng)過(guò)分光，再經(jīng)過(guò)感光元件，被檢測到，進(jìn)行模數轉換，從光信號變成電信號，最后經(jīng)過(guò)計算機的一系列計算，得到元素的百分比含量，這個(gè)過(guò)程是直讀光譜儀的原理，把最后的結果打印出來(lái)。

主要是利用晶體的晶格間距當作光柵對x射線(xiàn)造成產(chǎn)生衍射，從衍射圖譜可以推斷出晶體中各個(gè)晶格之間的間距，從而進(jìn)一步推斷出晶體結構，晶胞尺寸，結合其他信息可以推斷材料的成分。用于物相分析的檢測設備，觀(guān)察的是組織結構，可以測各個(gè)相的比例、晶體結構等。X射線(xiàn)衍射儀技術(shù)(X-ray diffraction，XRD)。通過(guò)對材料進(jìn)行X射線(xiàn)衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態(tài)等信息的研究手段。X射線(xiàn)衍射分析法是研究物質(zhì)的物相和晶體結構的主要方法。當某物質(zhì)(晶體或非晶體)進(jìn)行衍射分析時(shí),該物質(zhì)被X射線(xiàn)照射產(chǎn)生不同程度的衍射現象,物質(zhì)組成、晶型、分子內成鍵方式、分子的構型、構象等決定該物質(zhì)產(chǎn)生特有的衍射圖譜。X射線(xiàn)衍射方法具有不損傷樣品、無(wú)污染、快捷、測量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)。因此,X射線(xiàn)衍射分析法作為材料結構和成分分析的一種現代科學(xué)方法,已逐步在各學(xué)科研究和生產(chǎn)中廣泛應用。

從原子物理學(xué)的知識我們知道，對每一種化學(xué)元素的原子來(lái)說(shuō)，都有其特定的能級結構，其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行，內層電子在足夠能量的X射線(xiàn)照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，我們說(shuō)原子被激發(fā)了，處于激發(fā)態(tài)，這時(shí)，其他的外層電子便會(huì )填補這一空位，也就是所謂躍遷，同時(shí)以發(fā)出X射線(xiàn)的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級結構都是特定的，它被激發(fā)后躍遷時(shí)放出的X射線(xiàn)的能量也是特定的，稱(chēng)之為特征X射線(xiàn)。通過(guò)測定特征X射線(xiàn)的能量，便可以確定相應元素的存在，而特征X射線(xiàn)的強弱（或者說(shuō)X射線(xiàn)光子的多少）則代表該元素的含量。