原子吸收光譜儀是基于從光源輻射出待測元素的特征光波，通過樣品的蒸汽時，被蒸汽中待測元素的基態原子所吸收，由輻射光波強度減弱的程度，可以求出樣品中待測元素的含量。原子吸收光譜儀運用的原理如下：
通常情況下，原子處于基態。當相當于原子中的電子由基態躍遷到激發態所需要的輻射頻率通過原子蒸氣，原子就能從入射輻射中吸收能量，產生共振吸收，從而產生吸收光譜。原子吸收分析就是利用基態原子對特征輻射的吸收程度的，常使用*強吸收線作為分析線。當輻射投射到原子蒸氣上時，如果輻射波長相應的能量等于原子由基態躍遷到激發態所需要的能量時，則會引起原子對輻射的吸收，產生吸收光譜。基態原子吸收了能量，最外層的電子產生躍遷，從低能態躍遷到激發態。原子吸收光譜根據郎伯-比爾定律來確定樣品中化合物的含量。已知所需樣品元素的吸收光譜和摩爾吸光度，以及每種元素都將優先吸收特定波長的光，因為每種元素需要消耗一定的能量使其從基態變成激發態。檢測過程中，基態原子吸收特征輻射，通過測定基態原子對特征輻射的吸收程度，從而測量待測元素含量。