任何元素的原子都是由原子核和核外電子組成。原子核是原子的中心體，荷正電，電子荷負電，總的負電荷與原子核的正電荷數相等。電子沿核外的圓形或橢圓形軌道圍繞著原子核運動，同時又有自旋運動。電子的運動狀態由波函數0描述。求解描述電子運動狀態的薛定愕方程，可以得到表征原子內電子運動狀態的量子數n、L、m，分別稱為主量子數、角量子數和磁量子數。
原子核外的電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此一個原子核可以具有多種能級狀態。能量低的能級狀態稱為基態能級(Eo)，其余能級稱為激發態能級，而能量低的激發態則稱為激發態。一般情況下，原子處于基態，核外電子在各自能量低的軌道上運動。如果將一定外界能量如光能提供給該基態原子，當外界光能量恰好等于該基態原子中基態和某一較高能級之間的能級差△E時，該原子將吸收這一特征波長的光，外層電子由基態躍遷到相應的激發態而產生原子吸收光譜。
原子吸收光譜儀是利用待測元素的共振輻射，通過其原子蒸汽，測定其吸光度的裝置。原子吸收光譜儀，根據物質基態原子蒸汽對特征輻射吸收的作用來進行金屬元素分析。它能夠靈敏可靠地測定微量或痕量元素。元素被加熱原子化，成為基態原子蒸汽，對空心陰極燈發射的特征輻射進行選擇性吸收。在一定濃度范圍內，其吸收強度與試液中被測元素的含量成正比。其定量關系可用郎伯-比耳定律，A=-lgI/=-lgT=KCL，式中I為透射光強度；Io為發射光強度；T為透射比；L為光通過原子化器光程(長度)，每臺儀器的L值是固定的；C是被測樣品濃度；所以A=KC。
原子吸收光譜儀有單光束，雙光束，雙波道，多波道等結構形式。其基本結構一般有四大部分組成，即光源（單色銳線輻射源）、試樣原子化器、單色儀和數據處理系統（包括光電轉換器及相應的檢測裝置）。原子化器主要有兩大類（見段落下文），即火焰原子化器和電熱原子化器。火焰有多種火焰，目前普遍應用的是空氣—乙炔火焰。電熱原子化器普遍應用的是石墨爐原子化器，因而原子吸收光譜儀，就有火焰原子吸收分光光度計和帶石墨爐的原子吸收分光光度計。前者原子化的溫度在2100℃～2400℃之間，后者在2900℃～3000℃之間。
