Um espectrofotômetro de absorção atômica (AAS) compreende vários componentes: uma fonte de radiação, um atomizador, um monocromador e um detector. A fonte de radiação pode ser uma lâmpada de cátodo oco (HCL) ou uma lâmpada de descarga sem eletrodo (EDL), ambas fornecendo uma linha de emissão estreita do comprimento de onda necessário. No entanto, alguns instrumentos usam fontes contínuas e monocromadores de alta resolução para atingir uma faixa estreita de radiação.

O atomizador usado na AAS pode ser um atomizador de chama ou um atomizador eletrotérmico. Os átomos da fase gasosa gerados pelo atomizador geralmente ficam termicamente excitados e emitem radiação, causando uma interferência no sinal da fonte de radiação. Um disco circular de metal, chamado chopper, é usado para eliminar essa interferência entre a fonte de radiação e o atomizador de chama. O chopper de metal isola a fonte de radiação criando um sinal alternado, diferente do sinal contínuo da chama.

Em um espectrofotômetro de feixe único, a radiação passa diretamente pela amostra atomizada, enquanto em um instrumento de feixe duplo, o feixe de origem é dividido, com um feixe passando pela amostra atomizada e o outro sendo o feixe de referência. Os dois feixes são então recombinados usando um espelho semi prateado. O feixe combinado então passa pelo monocromador, que permite que apenas uma estreita faixa de comprimento de onda alcance o detector. O detector é tipicamente um tubo fotomultiplicador que processa e converte a radiação em sinais elétricos amplificados.