基于原子发射光谱，使用电感耦合等离子体产生6000～10000℃的高温激发待测的原子。各元素的原子受激后发射特定波长的电磁辐射，以发射强度进行相应元素定量分析。

电感耦合等离子体光谱仪等离子体发生管由3个同心石英玻璃管组成，感应线圈围绕着石英套管的管口。通常使用氩气来产生等离子体。发生管工作时，高压放电装置击穿外层套管的氩气，产生短暂的放电电弧启动电离过程，一旦等离子体产生，高压放电装置就不再工作。高频振荡器产生27或40兆赫的电流通过发生管管口的感应线圈制造强烈的电磁场。预先被高压放电装置电离的氩气在强烈电磁场中诱导后续通入的氩气持续电离，并以螺旋上升的方式流向管口，从而产生包覆发生管管口的等离子体焰炬。

样品以溶液方式由蠕动泵输送到超雾化器中雾化为气溶胶形态，经发生管内管直接送抵等离子体焰炬内部。样品立即与等离子体中的电子和带电粒子碰撞，自身被分解为原子；随后原子在等离子体中激发，从而在各元素的特征波长处产生电磁辐射。

发射光产生后，在光学腔内经光栅将发射光分离成不同波长后，用光电倍增管或半导体光电检测器阵列（CCD）检测各个元素特定波长的发射光。光电倍增管的检测范围较窄，而使用CCD可以在系统范围内同时测量所有波长的强度，从而允许仪器一次性分析所能检测到的全部元素。随后将每条谱线的强度与先前测量的已知浓度元素的强度进行比较，便可推得样品中各个元素的浓度，这个过程往往会配合特殊软件来校正各种干扰。