無論是臺式X熒光光譜儀還是手持式光譜儀的分光模式和直讀光譜儀有著本質的區別，他們的分光是怎么做的。
首先一種就是之前說到的分光系統是依靠分光晶體和檢測器的轉動，使不同波長的特征X射線接順序被檢測，這種光譜儀稱為順序型光譜儀。
另外還有一類光譜儀分光晶體是固定的，混合X射線經過分光晶體后，在不同方向衍射，如果在這些方向上安裝檢測器，就可以檢測到這些X射線。這種同時檢測多種波長X射線的光譜儀稱為同時型光譜儀，同時型光譜儀沒有轉動機構，因而性能穩定，但檢測器通道不能太多，適合于固定元素的測定。
聚焦法分光器原理
此外，還有的臺式X熒光光譜儀的分光晶體不用平面晶體，而用彎曲晶體，所用的晶體點陣面被彎曲成曲率半徑為2R的圓弧形，同時晶體的入射表面研磨成曲率半徑為R的圓弧，第一狹縫，第二狹縫和分光晶體放置在半徑為R的圓周上，使晶體表面與圓周相切，兩狹縫到晶體的距離相等（見上圖），用幾何法可以證明，當X射線從第一狹縫射向彎曲晶體各點時，它們與點陣平面的夾角都相同，且反射光束又重新會聚于第二狹縫處。因為對反射光有會聚作用，因此這種分光器稱為聚焦法分光器，以R為半徑的圓稱為聚焦圓或羅蘭圓。當分光晶體繞聚焦圓圓心轉動到不同位置時，得到不同的掠射角θ，檢測器就檢測到不同波長的X射線。當然，第二狹縫和檢測器也必須作相應轉動，而且轉動速度是晶體速度的兩倍。聚焦法分光的最大優點是熒光X射線損失少，檢測靈敏度高。