任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的,原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级,因此,一个原子核可以具有多种能级状态.如K,L,M,等等
能量最低的能级状态称为基态能级（E0=0）,其余能级称为激发态能级,而能最低的激发态则称为第一激发态.正常情况下,原子处于基态,核外电子在各自能量最低的轨道上运动.
如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子,当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时,该原子将吸收这一特征波长的光,外层电子由基态跃迁到相应的激发态,而产生原子吸收光谱.
电子跃迁到较高能级以后处于激发态,但激发态电子是不稳定的,大约经过10-8秒以后,激发态电子将返回基态或其它较低能级,并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去,这个过程称原子发射光谱.可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量,而原子发射光谱过程则释放辐射能量.
释放辐射能量就是X射线特征谱线,原子种类不同X射线特征也不相同