El principio principal de la espectroscopia de absorción atómica es que los átomos de diferentes elementos absorben y reemiten luz de diferentes maneras. En esta técnica de caracterización, un dispositivo extremadamente sensible a la luz llamado fotómetro mide cuánto mide. la luz pasa a través de un material y cuánto se absorbe para identificar los elementos presentes.
Los diferentes elementos absorben diferentes longitudes de onda de la luz. Estas ondas de luz absorbida excitan los electrones de los átomos de un elemento, lo que les hace saltar a niveles de energía más altos alrededor del núcleo del átomo. En la espectroscopia de absorción atómica, una fuente de haz que emite un conjunto de longitudes de onda conocidas o un espectro continuo se ilumina en una muestra delgada o una solución. A medida que las diferentes longitudes de onda de la luz pasan a través de la muestra, encuentran diferentes elementos que absorben o pasan a lo largo de la luz, dependiendo de la longitud de onda característica de los átomos de la muestra.
Frente a la fuente del haz, un detector electrónico sensible de luz mide la amplitud o intensidad de diferentes longitudes de onda de la luz después de que pasan a través de la muestra. Las regiones del espectro con intensidad disminuida indican la absorción de longitudes de onda específicas. Estas longitudes de onda específicas corresponden a átomos específicos, que pueden identificarse comparando estas longitudes de onda ausentes con los espectros elementales enumerados en una tabla o base de datos electrónica. La espectroscopia atómica se usa comúnmente para analizar los espectros de los planetas y las estrellas para estimar la composición de estos cuerpos celestes.