x射线光电子能谱(xps)又称化学分析用电子能谱，是利用单色x射线照射样品表面，作用后产生光电子，通过测量原子内层的电子结合能来推知样品中所含元素的种类，并通过分析结合能的化学位移，找到元素的价态变化或与电负性不同原子结合的证据。xps能够对材料表层的组织结构提供有价值的信息，与其他的检测手段相比，xps更适用于涂层和镀层的表征。
x射线光电子能谱仪由进样室、x射线激发源、离子源、样品分析室、超高真空系统、电子能量分析器、信息放大检测器和记录系统等组成。
x射线激发源是用于产生具有一定能量的x射线的装置。x射线源必须是单色的，且线宽越窄越好。
离子源的作用是清洁样品表面或者对样品表面进行定量剥离以对样品进行深度剖面分析。在x射线光电子能谱仪中通常采用ar离子枪产生离子源。ar离子源又可分为固定式和扫描式。对样品进行深度分析时，通常采用扫描式ar离子源。
超高真空系统是为确保光电子的无碰撞运动和样品表面的清洁状态，从而使的分析结果更准确。激发源、样品室、分析器和探测器都必须在超高真空条件下工作。
能量分析器用来测定样品的光电子能量分布，是x射线能谱仪的核心，且要求对能量进行精确测量。分析器分为磁场式和静电式两种，常常采用静电式。