手持光谱仪需要高分辨率和信噪比，更好的强度精度和波长精度，以及更强的抗外部力和良好的仪器稳定性。在仪器软件中，要求能够区分和解决复杂的数学计算，如光谱相似度的卷积计算、模式识别分析、支持多元校正分析、用户自建光谱库和搜索等。
手持光谱仪是一种基于xrf光谱分析技术的光谱分析仪器。当能量高于原子内部电子结合能的高能x射线与原子碰撞时，内部电子被排出，出现空穴，使整个原子系统处于不稳定状态。当手持光谱仪外壳中的电子转变为空穴时，就会产生光电子。被击落的光子可能会再次被吸收，从而在外层排出另一个次级光电子，从而导致俄歇效应。称为二次光电效应或非辐射效应。发射的二次光电子称为俄歇电子。
当手持光谱仪的外层电子跃入内孔时，释放的能量不被原子吸收，而是以光子的形式释放出来，产生能量等于两者能量差的x射线荧光。两个分子的两个能级。因此，放射荧光的能量或波长是特征性的并且与元素一一对应。根据莫斯利定律，只要手持光谱仪测量荧光x射线的波长，就可以知道元素的类型。这是荧光x射线定性分析的基础。此外，荧光x射线的强度也与相应元素的含量有一定的关系。
在此基础上，手持光谱仪可以进行元素的定量分析。手持光谱仪将样品元素的x射线特征光谱的光信号转换为易于测量的电信号，从而获得被测元素的特征信息。