單波長X射線熒光光譜儀是在X射線照射樣品前進行了X射線光的單色化入射，主要依靠雙曲麵彎晶或者二次靶或者多層膜彎晶等技術，將X射線管出射譜中的單一能量衍射聚焦到樣品一點，激發樣品中元素熒光，這樣極大降低了由於X射線管出射譜韌致輻射照射樣品而產生的背景幹擾，獲得較佳的元素熒光信號峰背比。嚴格說來，單波長X射線熒光光譜儀也分為單波長激發-能量色散X射線熒光光譜儀和單波長激發-波長色散X射線熒光光譜儀兩類。

　　由於單波長X射線熒光光譜儀獲得較佳的元素分析性能（尤其在靈敏度方麵），是當前X射線熒光領域研發的重點。