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用光谱不仅能定性分析物质的化学成分，而且能确定元素含量的多少。光谱分定量原理一般是依据光的强度与待测分析物质含量有确定的函数关系。由于某种特定光谱光是由某特定物质产生的，一般该物质含量越大，相应的光谱光的强度也越大，在目前大多数光谱仪器中，通常是控制仪器在一定的条件下，通过建立特辱定光谱光的强度与待测分析物质浓度的线性关系，即通常所说的建立仪器校准工作曲线，随后测定未知样品对应的光谱光的强度，根据工作曲线计算出样品中待测分析物质浓度。而不同仪器，上述光谱光的强度与待测分析物质浓度的线性关系不同。
对于原子发射光谱而言，各种元素某一特征谱线（特定波长下的谱线）的强度和在光源中进行激发时所形成的蒸气云中该元素的原子浓度问存在的固定关系，是谱定量分析的基础。被分析元素在样品中的浓度越大，则辐射谱线的强度也越大，由谱线强度大小即可判断元素浓度高低。
类似地，吸收光谱一般都是基于符合朗伯—比耳定律来定量分析。即将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸气中待测元素基态原子所吸收或溶液中待测物质分子吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素／物质的含量。