波长色散X射线荧光光谱仪由三个主要部分组成，分别起激发、色散和探测的作用。一是X射线光管，X射线光管由阴灯丝和阳靶组成，灯丝通电流后会放出热电子，在阴灯丝和阳靶之间加一个20～60kV的高压，电子在高压作用下加速撞击阳靶。阳靶由金属组成，常用的材料有Rh、Mo、Cr。加速电子撞击阳靶，与靶金属中的电子相互作用并以X射线光子的形式释放部分能量，这些X射线光子就是激发源。二是分光系统，X射线光管产生的X射线激发源照射到被测样品上，激发出样品中各个元素的各条特征谱线（X射线荧光），X射线荧光穿过准直器后以平行光入射到分光晶体上。分光晶体利用X射线的衍射特性，将不同波长的X射线分开到不同的衍射角度。三是探测系统，探测器接收经过分光以后某一波长的X射线光子，将光子信号转换为电信号，获得X射线荧光的强度值。探测器包括流气计数器（正比计数器）和闪烁计数器，流气计数器用于探测轻元素的X射线荧光，闪烁计数器用于探测重元素的X射线荧光。波长色散X射线荧光光谱仪的定量与无标样分析方法如下：
    1、X射线荧光光谱仪定量分析方法
    X射线荧光光谱法是一种相对分析方法，光谱仪只提供X射线荧光的强度，要找到荧光强度与样品浓度的关系，需要一套高质量的标准样品，根据元素的浓度和已测的该元素的特征谱线的强度按一定关系进行拟合绘制工作曲线，以该工作曲线为基础测试同类型样品元素的组成和含量。
    2、X射线荧光光谱仪无标样分析方法
    对于以固体进样为主的X射线荧光分析技术，要获得一套高质量的固体标准样品有一定难度，限制了X射线荧光分析的应用范围。
    而X射线荧光光谱无标样分析技术是20世纪90年代推出的新技术，其目的是不用标准样品也可以分析各种样品。它的基本思路是：由仪器制造商测量标准样品，储存强度和工作曲线，然后将这些数据转到用户的X射线荧光分析系统中，并用随软件提供的参考样品校正仪器漂移。因此，无标样分析不是不需要标样，而是将工作曲线的绘制由仪器制造商来做，用户将用户仪器和厂家仪器之间的计数强度差异进行校正。其优点是采用了制造商的标样、经验与知识，包括测量条件，自动谱线识辨，背景扣除，谱线重叠校正，基体校正等。无标样分析技术可以在没有标准样品的情况下分析各种样品中的七十几个元素，应用范围较广，但其适用性也带来了分析准确度的局限性。
商检系统已经将X射线荧光光谱无标样分析技术应用到了进出口的金属材料和矿产品的检验中。尤其在进口铁矿中涉及安全卫生环保要求的有害元素监控，进口铜矿、铜精矿中有害元素限量判定等方面，获得了很好的应用。