任何元素的原子都是由原子核和繞核運動的電子組成的，原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此，一個原子核可以具有多種能級狀態(tài)。
能量*低的能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級（E0=0），其余能級稱為激發(fā)態(tài)能級，而能*低的激發(fā)態(tài)則稱為**激發(fā)態(tài)。正常情況下，原子處于基態(tài)，核外電子在各自能量*低的軌道上運動。
如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子，當外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差E時，該原子將吸收這一特征波長的光，外層電子由基態(tài)躍遷到相應的激發(fā)態(tài)，而產生原子吸收光譜。
電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài)，但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的，大約經過10-8秒以后，激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級，并將電子躍遷時所吸收的能量以光的形式釋放出去，這個過程稱原子發(fā)射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量，而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。
由于近紅外光在常規(guī)光纖中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品（液體、粘稠體、涂層、粉末和固體）分析、多組分多通道同時測定等特點，成為在線分析儀表中的一枝奇葩。近幾年，隨著化學計量學、光纖和計算機技術的發(fā)展，在線水質光譜分析儀技術正以驚人的速度應用于包括農牧、食品、化工、石化、制藥、**等在內的許多領域，為科研、教學以及生產過程控制提供了一個十分廣闊的使用空間。在線水質光譜分析儀應用于鋼鐵冶金、有色金屬、石油化工、機械制造、能源電力、鐵路運輸、航空航天、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護以及教學科研等各個領域。
在線水質光譜分析儀又稱分光儀，以光電倍增管等光探測器在差別波長位置，丈量譜線強度的裝置。其結構由一個入射狹縫，一個色散體系，一個成像體系和一個或多個出射狹縫構成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分散出所必要的波長或波長地區(qū)，并在選定的波長上(或掃描某一波段)舉行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。
