光電直讀光譜儀為發射光譜儀，是利用物質在熱激發或電激發下，每種元素的原子或離子發射特征光譜來判斷物質的組成，而進行元素的定性與定量分析的。

光電直讀光譜儀基本可按照功能分為4個模塊，這4個模塊又各自有各自的分類與特點：
1、激發系統：任務是通過各種方式使固態樣品充分原子化，并放出各元素的發射光譜光。
（1）高能預燃低壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛：采用高能預燃，大幅降低了樣品組織結構對原子化結果的影響
（2）高壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛：采集光強不穩定
（3）低壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛：對同一樣品光強穩定，但是對于樣品組織結構對原子化的影響無能為力
（4）直流電弧激發光源+高純氬氣激發氣氛：對樣品中的痕量元素光譜分辨率和檢出限有好效果。
（5）數控激發光源+高純氬氣激發氣氛：按照樣品中各元素的光譜特性，把激發過程分為靈活可調的幾個時間段，每段時間只針對某幾個情況相近的元素給出的激發狀態進行激發，并僅采集這幾個元素。把各元素的激發狀態按照試驗情況進行分類討論。

2、光學系統：對激發系統產生出的復雜光信號進行處理（整理、分離、篩選、捕捉）。
（1）帕邢-龍格光學系統（固定光路，凹面光柵及排列在羅蘭軌道上的固定出射狹縫陣列）：光學系統結構穩定，笨重，體積大。
（2）中階梯光柵交叉色散光學系統（采用雙單色器交叉色散技術，達到了高級次同級的高分辨率，同時又用二次色散解決了光譜的級次重疊問題）：體積小，分辨率高，一般采集接固體成像系統。

3、測控系統：測量代表各元素的特征譜線強度，通過各種手段，將譜線的光強信號轉化為電腦能夠識別的數字電信號。控制整個儀器正常運作。
（一）測量系統：
（1）光電倍增管+積分電路+模數轉化電路：一般作為帕邢-龍格光學系統或C-T光學系統的光譜采集器，一個光電倍增管加上之后的電路只能采集一根譜線  的強度。
（2）CCD/CID檢測器+DSP：一般作為中階梯光柵交叉色散光學系統的采集器，靈敏度略低于光電倍增管，但是可做全譜采集。
（二）控制：
（1）多層光電隔離的激發控制+光路控制+采集控制
（2）采用高抗干擾的通訊協議進行可又數據反饋的高效率控制。

4、計算機中的軟件數據處理系統：對電腦接收到的各通道的光強數據，進行各種算法運算，得到穩定，準確的樣品含量。
（1）內標法
（2）通過標準物質繪制曲線。
（3）通過PDA技術篩選數據。
（4）通過軟件通道的測量數據進行背景、以及第三元素干擾的去干擾運算。
（5）通過控制樣品找回儀器的漂移量。