水下能谱仪是一种分析物质元素的仪器，常与扫描电镜或者透射电镜联用，在真空室下用电子束轰击样品表面，激发物质发射出特征x射线，根据特征x射线的波长，定性与半定量分析元素周期表中B－U的元素，EDS可提供样品表面之微区定性或半定量之成份元素分析，以及特定区域之point、linescan、mapping分析。

 

　　水下能谱仪能够分析原子序数大于5的元素，波谱仪可以分析原子序数从4～92之间的所有元素；EDS的分析方式有点分析、线分析和面分析；点分析得到一点的所有元素；线分析每次对的一条线做一种元素分析，多次扫描得到所有元素的线分布；面分析对一个面内的所有元素分析，测得元素含量是测量面范围的平均值。

 

　　当X射线光子进入检测器后，在Si（Li）晶体内激发出一定数目的电子空穴对。产生一个空穴对的平均能量ε是一定的（在低温下平均为3.8ev），而由一个X射线光子造成的空穴对的数目为N＝△E/ε，因此，入射X射线光子的能量越高，N就越大。

 

　　利用加在晶体两端的偏压收集电子空穴对，经过前置放大器转换成电流脉冲，电流脉冲的高度取决于N的大小。电流脉冲经过主放大器转换成电压脉冲进入多道脉冲高度分析器，脉冲高度分析器按高度把脉冲分类进行计数，这样就可以描出一张X射线按能量大小分布的图谱。

 

　　而波谱仪是利用波谱法对物质的成分和结构进行分析的仪器，包括X射线波谱仪，核磁共振波谱仪等。波谱仪的优点是波长分辨率高，但由于结构特点，波谱仪想要有足够的色散率，其聚焦圆的半径就要足够大，而这会导致X射线光量子的收集率降低。