自1895年倫琴發現X射線以來，X射線及相關技術的研究和應用取得了豐碩成果。其中，1910年特征X射線光譜的發現，為X射線光譜學的建立奠定了基礎；20世紀50年代商用X射線發射與熒光光譜儀的問世，使得X射線光譜學技術進入了實用階段；60年代能量色散型X射線光譜儀的出現，促進了X射線光譜學儀器的迅速發展，并使現場和原位X射線光譜分析成為可能。后來又出現了全反射和同步輻射X射線熒光光譜儀、粒子激發X射線光譜儀、微區X射線熒光光譜儀等。根據分辨X射線的方式，X射線光譜儀通常分為兩大類，即波長色散（WDXRF）和能量色散（EDXRF）X射線熒光光譜儀。
射線熒光光譜分析技術目前已在地質、冶金、材料、環境等無機分析領域得到了廣泛的應用，是各種無機材料中主組分分析最重要的技術手段之一，各種與X射線熒光光譜相關的分析技術，如同步輻射XRF、全反射XRF光譜技術等，在痕量和超痕量分析中發揮著要的作用。