X射線光譜（XRS）技術(shù)被用于滿足各種各樣需求的不同材料的元素、化學(xué)、晶體、結(jié)構(gòu)和動態(tài)分析。

這些技術(shù)具有極優(yōu)的空間分辨率（低至幾十納米），但也可以用于分析和生成大面積的映像（達(dá)到幾平方米）。其應(yīng)用通常不受樣品的理化狀態(tài)（液態(tài)、冷凍或加熱）或其它環(huán)境因素的限制，因為測量可以在真空或大氣壓力下，在專門的實驗室內(nèi)或甚至在現(xiàn)場使用優(yōu)化的便攜式譜儀來實施。

近年的技術(shù)進(jìn)步

自20世紀(jì)70年代初以來，有兩個因素在很大程度上推動了X射線光譜技術(shù)的分析性能的各種發(fā)展：在X射線儀器儀表（例如源、探測器和聚焦裝置）開發(fā)和對復(fù)雜的三維非均質(zhì)材料的綜合表征分析要求上取得的進(jìn)步。其中的一個例子是引入了液體冷卻半導(dǎo)體探測器，緩慢地幫助建立了X射線熒光（XRF）分析技術(shù)，作為對不同樣品進(jìn)行定量元素分析的一種手段。

在上世紀(jì)90年代中期，部件的小型化和熱電冷卻的發(fā)展開啟了進(jìn)行現(xiàn)場分析和利用這項技術(shù)進(jìn)行行星探測的可能性。同時，同步加速器源也越來越廣泛地用于描述材料的特性，這是基于同步加速器輻射的獨有特性。這反過來又幫助進(jìn)一步開發(fā)了大量先進(jìn)的X射線光譜方法。

當(dāng)今，由大陣列傳感器制造的探測系統(tǒng)利用微聚焦或納米聚焦激發(fā)的X射線束，被用于顯著提高基于實驗室或同步加速器的實驗的通量。其中一些甚至接近衍射限值，在幾十納米的范圍內(nèi)。

許多其它用途

除了用于能量分散檢測系統(tǒng)之外，高分辨率X射線光譜分析還支持其它廣泛應(yīng)用，涉及材料科學(xué)、化學(xué)、固體物理（特別是相變研究）、物理化學(xué)和基礎(chǔ)原子物理研究。

在很低溫度下運行的低溫粒子探測器和帶有球形彎曲晶體的晶體譜儀也具有許多優(yōu)勢。例如，與位置敏感探測器結(jié)合使用、基于晶體的高分辨率譜儀可以在X射線的帶寬上提供極限能量分辨率。這些譜儀與專門的方法，比如共振無彈性X射線散射和X射線拉曼技術(shù)一起使用，用于提供關(guān)于化學(xué)環(huán)境、配體鍵合和價電子離域等的獨特信息。

最近的趨勢是將各種X射線譜相關(guān)的技術(shù)和方法整合到同一個實驗室或同步加速器設(shè)置中，以更有效地進(jìn)行各種跨學(xué)科應(yīng)用。

其中一個例子是，與X射線反射和吸收技術(shù)相結(jié)合的X射線熒光切線入射分析，用于表征非均質(zhì)微米和納米級材料，例如電池、燃料電池或光伏系統(tǒng)。另一種是共焦微X射線熒光分析裝置，結(jié)合X射線傳輸和X射線熒光微層析成像技術(shù)，可用于研究廣泛的三維異質(zhì)材料的元素分布和結(jié)構(gòu)。這些在生物學(xué)、文化遺產(chǎn)分析和地質(zhì)學(xué)中都有十分重要的應(yīng)用。