光路伝導段階では、光源システムは中空陰極ランプを用いて、測定すべき元素に対応する特徴的な波長ビーム（例えば、鉛元素は283.3 nm特徴光を放出する）を放出する。ビームはミラーで屈折して原子化器に入り、この過程で光路はコリメータで平行光に調整され、エネルギー集中輸送を確保する。

原子吸収段階では、試料は原子化器で基底状態原子蒸気に変換される。特徴的なビームが原子蒸気を通過すると、基底状態の原子は特定の波長光を選択的に吸収し、光強度の減衰をもたらす。例えば、銅元素検出では、基底状態の銅原子が324.8 nmの特徴光を吸収し、透過光強度を低下させる。

スペクトル分離段階では、減衰後の光束はチェルニー・ターナー型モノクロメータに入り、1800本/mmの高精度格子により回折分光を行った。モノクロメータは測定対象元素の特徴波長のみを通過させ（帯域幅は0.1 nmに調整可能）、効果的に他の波長光干渉を排除し、検出特異性を確保する。

信号変換段階では、光電子増倍管は透過光信号を電気信号に変換し、その利得は10⁶−10⁷倍に達し、微弱光強度の変化を捉えることができる。電気信号はアナログデジタル変換されてコンピュータに入力され、システムはランベルト・ビルの法則（A＝KCL）に基づいて吸光度値を計算し、ここでAは吸光度、Kはモル吸光係数、Cはサンプル濃度、Lは光路である。標準曲線法または標準添加法により、最終的にサンプル中の金属元素含有量を得た。

このシステムは格子分光により高い選択性を実現し、光電増倍管を結合して検出感度を向上させ（火炎法の検出限界は0.004μg/Lに達した）、地質サンプル中の40種類以上の元素を正確に測定でき、環境モニタリング、食品検査及び冶金分析などの分野に広く応用されている。