光電直讀光譜儀為發射光譜儀，它采用的原理是原子發射光譜學的分析原理。樣品經過電弧或火花放電激發成原子蒸汽，蒸汽中的原子或離子會產生發射光譜，這些光譜經由光導纖維進入光譜儀分光室色散成各光譜波段，根據每個元素發射波長范圍，通過光電管測量每個元素的最佳譜線，每種元素發射光譜譜線強度正比于樣品中該元素含量，通過內部預制校正曲線可以測定含量，直接以百分比濃度顯示。
目前國內外的光電直讀光譜儀，基本可按照功能分為4個模塊，即：
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。
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）。
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
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。
直讀光譜儀原理圖