手持光譜合金分析儀主要基于X射線熒光(XRF)技術或激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術。這兩種技術都能夠提供快速的材料成分分析，而無需對樣品進行復雜的預處理。
X射線熒光技術是通過測量樣品在受到X射線激發后發出的二次X射線(熒光)來確定其組成。每種元素的原子在受到激發后都會發出特定能量的X射線，這些X射線的能量與元素的種類有關。通過檢測這些X射線的能量和強度，可以確定樣品中存在的元素及其含量。為了實現這一點，手持光譜合金分析儀配備了一個小型X射線管作為激發源，以及一個探測器來測量發出的X射線。
激光誘導擊穿光譜技術則是利用高能激光脈沖燒蝕樣品表面，產生等離子體。這個等離子體會發射出包含樣品成分信息的光譜線。通過分析這些光譜線，可以確定樣品中的元素種類和濃度。LIBS技術的優勢在于它可以處理幾乎任何類型的固體樣品，包括金屬、塑料和巖石等。
手持光譜合金分析儀的工作流程通常包括以下幾個步驟：首先，用戶將設備對準樣品表面；然后，設備發射X射線或激光脈沖；接著，探測器收集樣品響應的信號；內置的微處理器分析這些信號，并通過內置軟件轉換為元素含量的讀數。整個過程可能只需要幾秒鐘，大大加快了分析速度。
除了快速分析外，手持光譜合金分析儀還具有其他優點。例如，它通常是無損的，這意味著可以在不破壞樣品的情況下進行測試。這對于藝術品鑒定、考古發掘和在役設備的現場檢查尤為重要。此外，由于不需要專門的實驗室環境，這種設備可以在野外或生產線上直接使用，提高了工作的靈活性。
然而，手持光譜合金分析儀也有其局限性。例如，對于輕元素的檢測靈敏度可能不如重元素，而且在一些情況下可能需要校準以適應不同類型的樣品。此外，雖然設備本身相對便攜，但它的尺寸和重量仍然限制了在某些特殊的環境下使用。
