在金屬材料化學分析發展史中，原子光譜法在近幾十年得到廣泛應用，是在物理學研究到原子核階段以后相繼出現的。原子光譜法分為原子吸收光譜法和原子發射光譜法。

原子發射光譜法是依據物質中的基態原子獲得外界傳遞的能量后，外層電子會經歷“低能級—高能級—低能級”，多余的能量以相應的譜線釋放，即發射光譜。根據發射光譜就可判斷相應元素種類和含量。目前利用原子發射光譜法研制的分析儀器有光電直讀光譜儀和電感耦合等離子體發射光譜儀，此類方法儀器的共同特點為多元素同時分析，分析周期短。

光電直讀光譜儀，其工作原理是用電火花激發材料表面，材料表面的原子經激發而發生電子躍遷，從而發射出材料內部元素的特征譜線。優點：測試時間短、適用于較寬的波長范圍、使用的濃度范圍廣。缺點為：由于出射狹縫固定，對分析鋼種經常變化的用戶不太適用；譜線易漂移，需要定期校準；不能分析小尺寸和不規則樣品。

電感耦合等離子原子發射光譜儀（ICP）也是一種新型的原子發射光譜法，工作原理為待測物質被環狀高溫等離子體光源加熱至6000–8000K，待測物質原子產生電子躍遷，從而輻射出特征譜線進行元素含量測定。ICP根據進樣系統的不同又分為固體進樣、液體進樣和氣體進樣三類。ICP要比直讀光譜儀器的檢出限更低，靈敏度高。缺點：對進樣系統要求非常嚴格，無法分析部分難溶和非金屬元素。溶液進樣系統要將試樣做成溶液樣品，此過程要用酸堿溶樣，用時較長。