赛默飞x光电子能谱仪利用x射线激发样品表面元素的内层能级电子信号，再用电子能谱仪检测光电子的动能及强度，进而确定元素的种类及价态等信息。主要用于研究材料极表面的元素及元素不同价态组成。
赛默飞x光电子能谱仪是电子材料与元器件显微分析中的一种先进分析技术，而且是常常配合使用的分析技术。
由于它可以更准确地测量原子的内层电子束缚能及其化学位移，所以它不但为化学研究提供分子结构和原子价态方面的信息，还能为电子材料研究提供各种化合物的元素组成和含量、化学状态、分子结构、化学键方面的信息。
它在分析电子材料时，不但可提供总体方面的化学信息，还能给出表面、微小区域和深度分布方面的信息。另外，因为入射到样品表面的x射线束是一种光子束，所以对样品的破坏性非常小。
赛默飞x光电子能谱仪的应用范围：
光电子能谱是研究材料表面和界面电子及原子结构的重要手段之一，可提供物质表面几个原子层的元素定性、定量信息和化学状态信息；可对非均相覆盖层（如薄膜）进行深度分布分析，了解元素随深度分布的情况；可对元素及其化学态进行成像，给出不同化学态的不同元素在表面的分布图像；还可利用ups（紫外光电子能谱）研究固体样品的价电子和能带结构及功函数。广泛应用于固体物理学、基础化学、催化科学、腐蚀科学、材料科学、微电子技术及薄膜研究。