光譜儀采用的發射光譜原理，發射光譜（OES）是一項用于檢查和定量分析材料中組成元素的技術。OES利用每個元素都有其的院子結構的事實。當吸收到附加的能量時，每個元素發出波長的光，或顏色。因為沒有兩個元素有相同的光譜線。所以元素能夠被分辨出來。發射光譜線的亮度與對應的元素在油樣重的數量成正比，這樣可以確定元素的濃度。在通常情況下，激發之前，每個元素的電子以它的zui低能量被傳遞給油液或燃料，導致樣品汽化。
原子中的電子吸收能力并暫時被迫離開其元素核而達到一較高的、不穩定的運行軌道。在達到此不穩定狀態后，電子釋放所吸收的能量并返回基態或穩定狀態。所釋放的能量是一特定值，與受激原子內電子躍遷時的能量變化值相對應。能量以光的形式發出，次光線有一固定的頻率或波長（頻率與波長成反比），其由電子躍遷時的能量決定。由于有些復雜原子的許多不同電子可能會有多種不同的能量躍遷，所以會發出許多不同波長的光線。這些光譜線*對應于某種元素的原子結構。
光譜線的強度正比于樣品中被測元素的濃度，如果在樣品中存在不止一種元素，則對應每個元素將分別會出現明顯不同波長的光譜線。為了辨別和定量分析在樣品中出現的元素，必須分開這些譜線。通常在許多可能的選擇中只有一條光譜線被選來決定某一元素的濃度。被選譜線一般亮度較大，并能免受其他元素光譜線的干擾。為了實現這個目的，需要一套光學系統。所有的發射光譜分析儀系統都由三個主要部分組成。它們是1）激發源，2）光學系統，3）讀出系統。
