原子熒光光譜儀分非色散型原子熒光分析儀與色散型原子熒光光度計。這兩類儀器的結構基本相似，差別在于單色器部分。兩類儀器的光路如圖：
1 激發光源
可用連續光源或銳線光源。常用的連續光源是氙弧等，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。
2 原子化器
原子熒光光譜儀對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。
3 光學系統
光學系統的作用是充分利用激發光源的能量與接收有用的熒光信號，減少和除去雜散光。
4 檢測器
常用的是光電倍增管，在多元素原子熒光光譜儀中，也用光導攝像管、析像管做檢測器。檢測器與激發光束成直角配置，以避免激發光源對檢測器原子熒光信號的影響。