Атомная абсорбция построена на исследовании спектров поглощения при пропускании излучения 190-850 нм через пары анализируемого вещества. В пламя горелки вводят пробу, частицы которой моментально атомизируются, и поглощая кванты света, начинают испускать спектры, характерные для определённого элемента.
В зависимости от формы горелки, чувствительности, количества источников света атомно-абсорбционные спектрометры делятся на пламенные и электротермические. Первые работают с многокомпонентными пробами, а вторые ориентированы на определение следовых примесей тяжёлых металлов. Имеются сдвоенные модели для применения расширенных методик атомно-абсорбционного анализа.