Podstawową zasadą atomowej spektroskopii absorpcyjnej jest to, że atomy różnych pierwiastków absorbują i ponownie emitują światło na różne sposoby. W tej technice charakteryzowania bardzo wrażliwe na światło urządzenie zwane fotometrem mierzy ile światło przechodzi przez materiał i ile jest absorbowane, aby zidentyfikować obecne elementy.
Różne elementy pochłaniają różne długości fal światła. Te zaabsorbowane fale świetlne pobudzają elektrony atomów pierwiastka, powodując, że podskakują do wyższych poziomów energetycznych wokół jądra atomu. W spektroskopii absorpcji atomowej źródło promieniowania emitujące zestaw znanych długości fal lub widmo ciągłe jest oświetlane cienką próbką lub roztworem. Gdy różne długości fali światła przechodzą przez próbkę, napotykają różne elementy, które pochłaniają lub przechodzą wzdłuż światła, w zależności od charakterystycznej długości fali atomów próbki.
W przeciwieństwie do źródła wiązki, czuły elektroniczny detektor światła mierzy amplitudę lub intensywność różnych długości fali światła po przejściu przez próbkę. Regiony widma o zmniejszonej intensywności wskazują na absorpcję określonych długości fal. Te określone długości fal odpowiadają określonym atomom, które można zidentyfikować, porównując te nieobecne długości fal z widmami pierwiastków wymienionymi w tabeli lub elektronicznej bazie danych. Spektroskopia atomowa jest powszechnie używana do analizy widm planet i gwiazd w celu oszacowania składu tych ciał niebieskich.
