不同元素發射出來的特征X射線能量是不相同的，利用特征X射線能量不同而進行的元素分析稱為能量色散法。所用譜儀稱為能量色散X射線譜儀（EDS），簡稱能譜儀。

X射線能譜儀相對于另一項常用的成分分析工具——波譜儀（WDS），有以下優點：

（1）檢測效率
能譜儀中鋰漂移硅探測器對X射線發射源所張的立體角顯著大于波譜儀，所以前者可以接收到更多的X射線信號；其次波譜儀因分光晶體衍射而造成部分X射線強度損失。因此能譜儀的檢測效率較高。

（2）空間分析能力
能譜儀因檢測效率高，可在較小的電子束流下工作，使束斑直徑減小，空間分析能力提高。目前，在分析電鏡中的微束操作方式下能譜儀分析的最小微區已經達到納米數量級，而波譜儀的空間分辨率僅處于微米數量級。

（3）分辨本領
能譜儀的最佳能量分辨本領為149eV，波譜儀的波長分辨本領表述為能量的形式后相當于5-10eV，可見波譜儀的分辨本領比能譜儀高一個數量級。

（4）分析速度
能譜儀可在同一時間內對分析點內的所有X射線光子的能量進行檢測和計數，僅需幾分鐘時間可得到全譜定性分析結果；波譜儀只能逐個測定每一元素的特征波長，一次全分析往往需要幾個小時。

（5）分析元素的范圍
波譜儀可以測量鈹(Be)-鈾(U)之間的所有元素，而能譜儀中Si(Li)檢測器的鈹窗口吸收超輕元素的X射線，只能分析鈉（Na）以后的元素。

（6）可靠性
能譜儀結構簡單，沒有機械傳動部分，數據的穩定性和重現性較好。波譜儀的定量分析誤差（1-5%）遠小于能譜儀的定量分析誤差（2-10%）。

（7）樣品要求
波譜儀在檢測時要求樣品表面平整。能譜儀對樣品表面沒有特殊要求，適合于粗糙表面的分析。