检测器（通常是闪烁计数器或比例计数器）来测量X射线束，并且由于每个元素都有独特的X射线波长，因此可以通过设置多个分光晶体和多个探测器来同时检测多个元素。为了提高准确性，通常使用Söller准直仪对X射线束进行准直。分光晶体、样品和检测器精确地安装在测角仪上，样品和分光晶体之间的距离等于分光晶体和检测器之间的距离。仪器通常在真空下运行，以减少空气对软辐射（低能光子）的吸收，从而降低轻元素（硼和氧之间的元素）的检出限和定量限。该技术产生具有对应X射线峰的光谱，将其与参考光谱进行比较，即可确定样品的元素组成。