x射线光电子能谱仪(xps)是以x射线作为激发光源，照射所要分析的材料，通过测量材料表面以下1纳米到10纳米范围内逸出电子的动能和数量分析样品信息的分析仪器。x射线光电子能谱仪的重要应用领域是材料研究的表面分析，不仅可以分析样品的元素组成等材料表面元素化学信息，还可以获得深度分布、微小区域等信息。
1.元素组成及化学状态分析
x射线光电子能谱仪根据样品在x射线照射下逸出电子的动能和数量可以得到xps图谱。原子内层结构不同，xps图谱的特征峰也不同，并且化学元素周围的物理化学环境以及原子化学状态也会影响特征峰的峰位。所以根据谱峰的位置和形状，就可以推断样品的元素组成及化学状态。
2.深度剖析
x射线光电子能谱分析技术可以应用于样品的深度剖析，使用ar+刻蚀，然后利用原子浓度和刻蚀时间进行作图进行分析。
3.xps成像及微区分析
利用特征波长的x射线扫描样品可以得到xps元素表面光栅扫描成像，从而分析样品中的元素分布情况。
4.测量超薄膜样品
x射线光电子能谱仪在薄层分析中也有广泛应用，但是这种分析方法存在较多不足，例如有分析误差等。
x射线光电子能谱仪对样品的破坏性小、获取的信息多、适应性良好，而且灵敏度高，可以进行定量和定性分析、微区分析、元素组成与分布分析等，在材料学研究中有着广泛的应用以及巨大的开发潜力。