在金属材料化学分析发展史中，原子光谱法在近几十年得到广泛应用，是在物理学研究到原子核阶段以后相继出现的。原子光谱法分为原子吸收光谱法和原子发射光谱法。

原子发射光谱法是依据物质中的基态原子获得外界传递的能量后，外层电子会经历“低能级—高能级—低能级”，多余的能量以相应的谱线释放，即发射光谱。根据发射光谱就可判断相应元素种类和含量。目前利用原子发射光谱法研制的分析仪器有光电直读光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪，此类方法仪器的共同特点为多元素同时分析，分析周期短。

光电直读光谱仪，其工作原理是用电火花激发材料表面，材料表面的原子经激发而发生电子跃迁，从而发射出材料内部元素的特征谱线。优点：测试时间短、适用于较宽的波长范围、使用的浓度范围广。缺点为：由于出射狭缝固定，对分析钢种经常变化的用户不太适用；谱线易漂移，需要定期校准；不能分析小尺寸和不规则样品。

电感耦合等离子原子发射光谱仪（ICP）也是一种新型的原子发射光谱法，工作原理为待测物质被环状高温等离子体光源加热至6000–8000K，待测物质原子产生电子跃迁，从而辐射出特征谱线进行元素含量测定。ICP根据进样系统的不同又分为固体进样、液体进样和气体进样三类。ICP要比直读光谱仪器的检出限更低，灵敏度高。缺点：对进样系统要求非常严格，无法分析部分难溶和非金属元素。溶液进样系统要将试样做成溶液样品，此过程要用酸碱溶样，用时较长。