La Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS) atomiza las muestras mediante atomización por llama o atomización electrotérmica. La atomización por llama generalmente implica un nebulizador y un conjunto de cámara de pulverización para combinar la muestra con una mezcla de combustible y oxidante, creando una fina niebla de aerosol que ingresa a un quemador. Por lo general, el combustible y el oxidante se combinan en una proporción aproximadamente estequiométrica. Sin embargo, para los átomos que se oxidan fácilmente, una mezcla rica en combustible puede ser más ventajosa. Solo alrededor del 5 % de las gotas de aerosol alcanzan la llama, donde sufren desolvatación en la zona de combustión primaria, dejando partículas desnudas atomizadas en la llama interna. Los átomos, iones y especies moleculares gaseosas pasan rápidamente a través de la región interzonal para su análisis antes de salir de la llama. Los atomizadores de llama tienen una baja eficiencia de atomización debido a que las gotas de aerosol grandes no alcanzan la llama y a la dilución significativa de la muestra a partir de los gases de combustión. Sin embargo, la eficiencia de la atomización con llama se puede mejorar aspirando continuamente la muestra, optimizando las proporciones de combustible y oxidante, ajustando los caudales del nebulizador y configurando la altura del quemador.

La atomización con llama no es adecuada para muestras con bajas concentraciones de analito o volúmenes limitados debido a la pequeña cantidad de muestras atomizadas y detectadas con éxito. Por el contrario, la atomización electrotérmica, también conocida como atomización en horno de grafito, utiliza un tubo de grafito para capturar y concentrar los analitos y funciona bien para muestras pequeñas y discretas. En esta técnica, la muestra se seca y se carboniza antes de atomizarse a altas temperaturas.

Los elementos como As, Se, Sb, Bi, Ge, Sn, Te y Pb se pueden atomizar en condiciones más suaves convirtiéndolos químicamente en hidruros volátiles antes de llevarlos a la llama. Además, la determinación de mercurio puede utilizar un método único de vapor frío debido a su volatilidad natural.