x射線熒光光譜儀具有廣泛的應用，包括火成巖，沉積巖和變質巖學研究土壤調查采礦（例如，測量礦石品位）
水泥生產
陶瓷和玻璃制造
冶金（例如質量控制）
環境研究（例如，對空氣過濾器上的顆粒物進行分析）
石油工業（例如，原油和石油產品的硫含量）
地質和環境研究中的現場分析（使用便攜式手持式XRF光譜儀）
X射線熒光特別適合涉及以下方面的研究
巖石和沉積物中主要元素（Si，Ti，Al，Fe，Mn，Mg，Ca，Na，K，P）的批量化學分析
痕量元素的大量化學分析（豐度> 1 ppm； Ba，Ce，Co，Cr，Cu，Ga，La，Nb，Ni，Rb，Sc，Sr，Rh，U，V，Y，Zr，Zn）巖石和沉積物-微量元素的檢出限通常為百萬分之幾
x射線熒光光譜儀僅限于分析
相對較大的樣本，通常> 1克
可以制成粉末狀并有效均質化的材料
可獲得組成相似，特征明確的標準的材料
含有高豐度元素的材料，其吸收和熒光效應得到了很好的理解
在大多數情況下，對于巖石，礦石，沉積物和礦物，樣品會被磨成細粉。在這一點上，可以直接進行分析，尤其是在痕量元素分析的情況下。但是，各種元素（尤其是鐵）的豐度范圍非常廣，而粉末狀樣品中的晶粒尺寸范圍也很廣，這使得與標準品進行比例比較變得特別麻煩。因此，通常的做法是將粉末狀樣品與化學助熔劑混合，然后使用熔爐或煤氣燃燒器將粉末狀樣品熔化。熔化會產生一種均質的玻璃，可以對其進行分析并計算出的元素。