光谱仪采用的发射光谱原理，发射光谱（OES）是一项用于检查和定量分析材料中组成元素的技术。OES利用每个元素都有其特有的院子结构的事实。当吸收到附加的能量时，每个元素发出特有波长的光，或颜色。因为没有两个元素有相同的光谱线。所以元素能够被分辨出来。发射光谱线的亮度与对应的元素在油样重的数量成正比，这样可以确定元素的浓度。
在通常情况下，激发之前，每个元素的电子以它的最低能量被传递给油液或燃料，导致样品汽化。原子中的电子吸收能力并暂时被迫离开其元素核而达到一较高的、不稳定的运行轨道。在达到此不稳定状态后，电子释放所吸收的能量并返回基态或稳定状态。所释放的能量是一特定值，与受激原子内电子跃迁时的能量变化值相对应。能量以光的形式发出，次光线有一固定的频率或波长（频率与波长成反比），其由电子跃迁时的能量决定。由于有些复杂原子的许多不同电子可能会有多种不同的能量跃迁，所以会发出许多不同波长的光线。这些光谱线唯一对应于某种元素的原子结构。光谱线的强度正比于样品中被测元素的浓度。如果在样品中存在不止一种元素，则对应每个元素将分别会出现明显不同波长的光谱线。为了辨别和定量分析在样品中出现的元素，必须分开这些谱线。
通常在许多可能的选择中只有一条光谱线被选来决定某一元素的浓度。被选谱线一般亮度较大，并能免受其他元素光谱线的干扰。为了实现这个目的，需要一套光学系统。所有的发射 光谱分析仪系统都由三个主要部分组成。它们是1）激发源，2）光学系统，3）读出系统。