電子能譜儀通常由激發(fā)源（X射線槍和電子槍）、離子槍、樣品室、電子能量分析器、檢測器和真空系統(tǒng)組成。XPS的激發(fā)源為X射線槍，AES的激發(fā)源為電子槍，除此之外其它部分相同。
樣品室
樣品室可同時放置幾個樣品，既可以對樣品進行多種分析，又可以對樣品進行加熱、冷卻、蒸鍍和刻腐等。并且，依靠真空閉鎖裝置，可以使得在換樣過程中對真空破壞不大。
X射線槍
X射線槍是X光電子能譜儀（XPS）的激發(fā)源。XPS用X射線槍的靶極材料為鎂和鋁，產(chǎn)生的MgKα和AlKα射線，經(jīng)晶體分光后照射樣品，激發(fā)產(chǎn)生光電子。MgKα能量為1253.6ev，AlKα能量為1486.6eV，分光后的譜線寬度為0.2-0.3eV。
電子槍
電子槍是俄歇電子能譜儀（AES）的激發(fā)源。由陰極產(chǎn)生的電子束經(jīng)聚焦后成為很小的電子束斑打在樣品上，激發(fā)產(chǎn)生俄歇電子。電子槍又分為固定式和掃描式兩種，掃描式電子槍的電子束在偏轉電極控制下可以在樣品上掃描，電子束斑直徑大約5μm，這種電子能譜儀又叫俄歇探針，利用俄歇探針可以進行固體表面元素分析。
檢測器
電子能譜儀的檢測器多使用單通道電子倍增器，由于串級碰撞作用，電子打到倍增器后可以有106-108的增益，在倍增器末端輸出很強的脈沖，脈沖放大后經(jīng)多道分析器和計算機處理并顯示。
真空系統(tǒng)
電子能譜儀需要超高真空。因為，電子能譜儀是一種表面分析儀器，如果真空度沒有足夠高，清潔的樣品表面會很快被殘余氣體分子所覆蓋，這樣就不能得到正確的分析結果；另外，廣州市駿凱電子科技有限公司光電子信號一般很弱，光電子能量也很低，過多的殘余氣體分子與光電子碰撞，可能使得光電子得不到檢測。因此，電子能譜儀要求10-7-10-8pa的真空度，為了達到這么高的真空度，電子能譜儀的真空系統(tǒng)由機械泵、分子渦輪泵、離子濺射泵和鈦升華泵組成。