不同元素发射出来的特征X射线能量是不相同的，利用特征X射线能量不同而进行的元素分析称为能量色散法。所用谱仪称为能量色散X射线谱仪（EDS），简称能谱仪。

X射线能谱仪相对于另一项常用的成分分析工具——波谱仪（WDS），有以下优点：

（1）检测效率
能谱仪中锂漂移硅探测器对X射线发射源所张的立体角显著大于波谱仪，所以前者可以接收到更多的X射线信号；其次波谱仪因分光晶体衍射而造成部分X射线强度损失。因此能谱仪的检测效率较高。

（2）空间分析能力
能谱仪因检测效率高，可在较小的电子束流下工作，使束斑直径减小，空间分析能力提高。目前，在分析电镜中的微束操作方式下能谱仪分析的最小微区已经达到纳米数量级，而波谱仪的空间分辨率仅处于微米数量级。

（3）分辨本领
能谱仪的最佳能量分辨本领为149eV，波谱仪的波长分辨本领表述为能量的形式后相当于5-10eV，可见波谱仪的分辨本领比能谱仪高一个数量级。

（4）分析速度
能谱仪可在同一时间内对分析点内的所有X射线光子的能量进行检测和计数，仅需几分钟时间可得到全谱定性分析结果；波谱仪只能逐个测定每一元素的特征波长，一次全分析往往需要几个小时。

（5）分析元素的范围
波谱仪可以测量铍(Be)-铀(U)之间的所有元素，而能谱仪中Si(Li)检测器的铍窗口吸收超轻元素的X射线，只能分析钠（Na）以后的元素。

（6）可靠性
能谱仪结构简单，没有机械传动部分，数据的稳定性和重现性较好。波谱仪的定量分析误差（1-5%）远小于能谱仪的定量分析误差（2-10%）。

（7）样品要求
波谱仪在检测时要求样品表面平整。能谱仪对样品表面没有特殊要求，适合于粗糙表面的分析。