能量色散X射線熒光光譜儀由X射線光管、樣品室、準直器、探測器及技術電路和計算機組成。此外，亦可在樣品前加一單色器，達到降低背景的目的，以改善色散X射線熒光光譜儀的檢出限。它與波長色散X射線熒光光譜儀的顯著不同是分光晶體，而是直接用能量探測器來分辨特征譜線，達到定性和定量分析的目的。

如圖：

能量色散X射線熒光光譜儀

當樣品中待測元素的特征射線進入能量探測器時，既會產生電子孔穴對，其數量正比于入射光子的能量，經過前置放大器，產生典雅脈沖。由于前方產生的信號幅度小，信噪比低，需要慢脈沖成型放大器將其放大，并采用濾波器壓制極低和極高的高頻信號，改善信噪比，提高分辨率。

在能量探測過程中，多道分析器起著模數轉換的重要作用。多道分析器的作用是測量每一放大器的脈沖輸出高度，按積分方式對脈高分類計數，完成模擬信號向數字信號的轉換，形成脈沖高度光譜。在多道分析器中，首先利用模數轉換器甄別脈沖信號的高度（能量），并按其能量分類以一定能量間隔作為X軸（道），統(tǒng)計在該能量間隔內的脈沖數，得到相應能量的技術，并作為Y軸。從而獲得我們熟知的每道能量間隔的光子計數。

由于放大器和多道分析器均需要一定的時間進行信息的處理和系統(tǒng)的重置與恢復，在此期間無法接受新的脈沖信號，故會產生系統(tǒng)死時間。當計數率高的時候，兩個X射線光子在放大器輸出脈沖寬度內同時達到探測器的機率很高，這時會出現脈沖堆積，兩個脈沖不能被分辨，脈沖發(fā)生畸變。故在多道分析器中，通常都會配置死時間校正和抗脈沖堆積電路來克服這兩個問題。

此外，在能量色散XRF光譜儀中采用充He氣條件時，應小心，因為He可能穿透過較薄的探測器Be窗，損害探測器的低溫真空系統(tǒng)。

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