便携式XRF仪器为能量型X射线荧光光谱仪，是元素分析应用的两种通用型 X 射线荧光仪器之一，与波长型XRF不同的是，便携式XRF仪器通过特征X射线的能量来分析组成物质的元素种类及含量。

元素是一类原子的总称，原子有原子核和电子组成，电子离原子核越近,受到的束缚作用越强,能级越低。越往外层,电子受到的束缚越弱,能级越高，外层电子进入内层轨道填补空位,多余的能量以辐射的形式释放,这种辐射光即特征X射线，具有特定的能量。

便携式X射线荧光（XRF）仪器检测样品时，仪器向样品发射高能X射线，当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,内层电子因外力被撞出，内层电子运行轨道上出现空位,使整个原子体系处于不稳定的状态,当较外层的电子跃迁到内层空位时,产生一次光电子，击出的光子可能再次被吸收而击出较外层的另一个次级光电子，发生俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应。所逐出的次级光电子称为俄歇电子。当较外层的电子跃入内层空位所释放的能量不被原子内吸收,而是以光子形式放出,便产生X 射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。由Moseley定律可知，只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。X射线探测器将样品元素的X射线的特征谱线的光信号转换成易于测量的电信号来得到待测元素的特征信息。因此便携式XRF仪器主要用于分析样品的元素种类及含量，通常由X射线管，探测器及信号处理系统组成。