La strumentazione della spettrometria di emissione atomica (AES) coinvolge vari componenti, tra cui dispositivi di atomizzazione che convertono i campioni in atomi e ioni in fase gassosa. Esistono due tipi principali di dispositivi di atomizzazione: atomizzatori continui e discreti. Gli atomizzatori continui, come plasmi e fiamme, introducono campioni in un flusso costante, mentre gli atomizzatori discreti iniettano singoli campioni utilizzando siringhe o autocampionatori. L'atomizzatore discreto più comune è l'atomizzatore elettrotermico.

La nebulizzazione è il processo di introduzione dei campioni sotto forma di aerosol. Un nebulizzatore genera uno spruzzo fine di goccioline dal campione liquido, consentendo un'atomizzazione efficiente. Una volta atomizzato, il campione in una fiamma o plasma forma una popolazione di atomi, molecole e ioni in stato stazionario. L'emissione dal plasma viene quindi separata nelle lunghezze d'onda costituenti utilizzando un dispositivo di isolamento della lunghezza d'onda, come un monocromatore, un policromatore o uno spettrografo. La radiazione isolata viene convertita in segnali elettrici da trasduttori o rivelatori a matrice, che vengono poi elaborati e analizzati da sistemi informatici.

I sistemi di emissione al plasma accoppiato induttivamente (ICP) utilizzano un plasma ad alta temperatura chiamato torcia al plasma di argon invece di una fiamma. Ciò consente un'applicazione più ampia e un'analisi rapida di più elementi. Nella sorgente al plasma a corrente continua (DCP), il riscaldamento del gas inerte viene ottenuto tramite un arco a corrente continua, che stabilisce il plasma in un flusso di gas ad alta velocità. Il design DCP utilizza comunemente un gruppo di elettrodi a forma di V invertita con la regione di eccitazione all'intersezione dei flussi di argon, e un nebulizzatore che viene impiegato per iniettare il campione in questo punto.

Sono disponibili diversi strumenti per le determinazioni multi-elemento, tra cui spettrometri sequenziali che scansionano diverse linee di emissione in sequenza e spettrometri simultanei che utilizzano policromatori o spettrografi per misurare più lunghezze d'onda simultaneamente. La strumentazione della spettrometria di emissione atomica offre diverse opzioni di percorso ottico, tra cui percorsi ottici sequenziali con monocromatori per la misurazione sequenziale della lunghezza d'onda e policromatori a lettura diretta simultanea con più fenditure di uscita e fototubi per la misurazione simultanea di più linee di emissione.