用作原子吸收分析的儀器稱為原子吸收分光光度計或原子吸收光譜儀。它主要由光源、原子化系統、分光系統及檢測系統四個主要部分組成。
(1)光源一般采用空心陰極燈，它是一種低壓輝光放電管，由一個空心圓筒形陰極和一個陽極組成。陰極由待測元素材料制成。當兩極間加上一定電壓時，陰極表面的待測金屬原子被激發而射向陽極，便發射出特征光，這種特征光譜線寬度窄，干擾少，故稱空心陰極燈為銳線光源。
(2)原子化系統是將待測元素由化合態轉變成原子燕氣的裝置，可分為火焰原子化系統和無火焰原子化系統。火焰原子化系統一股采用預混合型原子化器，包括噴零器、霧化室、燃燒器和火焰及氣體供給部分，常用的無火始原子化系統是電熱高溫石墨管原子化器，其原子化效率比火始原子化器商得多，因此可大大提高測定靈敏度，但測定精密度比火絕原子化法差。
(3)分光系統又稱單色器，主要由色散元件、凹面鏡、疾縫等組成。它放在原子化系統之后，作用是將待測元素的特征線與領近譜線分開，色散元件一般為棱鏡或光概。
(4)檢測系統由光電倍增管、放大器、對數轉換器、指示器（表頭、數顯器、記錄儀及打印機等）和自動調節、自動校準等部分組成，是將光信號轉變成電信號并進行測量的裝置。
原子吸收分光光度計分為單光束、雙光束或多光束等類型。
雙光束型分光光度計采用旋轉斬光器將光源輻射的特征光分成兩束，一束為參比光束，不通過火焰，光強不變；另一束為測量光束，通過火焰，光強減弱。用半透半反射鏡將兩束光交替通過分光系統并送入檢測系統測量，測定結果是兩信號強度的比值。此法可大大減小光源強度變化的影響，克服了單光束型儀器因光源強度變化導致的基線漂移現象，但是，雙光束型分光光度計結構復雜，外光路能量損失大，價格較貴。
