X射線光電子能譜儀一般由X射線源、電子能量分析器、電子探測器和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以及其他附件構成。除了數(shù)據(jù)系統(tǒng)外，其他部件都要在超高真空下運行。原因在于，在超高真空下光電子可以避免與殘余氣體分子發(fā)生碰撞損失，另一方面樣品表面也可以避免吸附殘余氣體分子而影響樣品結果。X光源激發(fā)到樣品上，樣品表面的電子被激發(fā)出來，經(jīng)過傳輸透鏡。此后通過電子能量分析器對光電子的動能進行分辨，再通過電子探測器對電子進行計數(shù)。到達數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行分析，就可以呈現(xiàn)出X射線光電子能譜。
X射線光電子能譜儀的特點：
?。?）可以分析除H和He以外的所有元素，對所有元素的靈敏度具有相同的數(shù)量級。
（2）相鄰元素的同種能級的譜線相隔較遠，相互干擾較少，元素定性的標識性強。
（3）能夠觀測化學位移?；瘜W位移同原子氧化態(tài)、原子電荷和官能團有關?；瘜W位移信息是XPS用作結構分析和化學鍵研究的基礎。
?。?）是一種高靈敏超微量表面分析技術。
X射線光電子能譜儀的主要用途：
基于光電效應，采用X射線激發(fā)被測樣品表面納米尺度內(nèi)的原子發(fā)射光電子，通過系統(tǒng)探測其所發(fā)射光電子的動能等信息，進而實現(xiàn)樣品表面的元素組成及化學鍵狀態(tài)的定性和定量分析，能進行最外層表面區(qū)域的分析，能進行除H和He以外所有元素的分析，靈敏度高，具備化學組成、價態(tài)、深度剖析及成像、功函數(shù)特性的分析與表征功能。
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