X光電子能譜法（XPS）是一種表面分析方法，提供的是樣品表面的元素含量與形態，而不是樣品整體的成分。其信息深度約為3-5nm。如果利用離子作為剝離手段，利用XPS作為分析方法，則可以實現對樣品的深度分析。固體樣品中除氫、氦之外的元素都可以進行XPS分析。

XPS的應用

XPS主要應用是測定電子的結合能來實現對表面元素的定性分析。所用X射線源為MgKα，譜圖中的每個峰表示被X射線激發出來的光電子，根據光電子能量。可以標識出是從哪個元素的哪個軌道激發出來的電子，如Al的2s、2p等。這樣就可以實現對表面元素的定性分析。定性的標記工作可以由計算機來進行。但由于各種各樣的干擾因素的存在，如荷電效應導致的結合能偏移，X射線激發的俄歇電子峰等，因此，分析結果時需要注意。

XPS譜圖中峰的高低表示這種能量的電子數目的多少，也即相應元素含量的多少。由此，可以進行元素的半定量分析。由于各元素的光電子激發效率差別很大，因此，這種定量結果會有很大誤差。同時特別強調的是，XPS提供的半定量結果是表面3-5nm的成份，而不是樣品整體的成份。在進行表面分析的同時，如果配合Ar離子槍的剝離，XPS譜儀還可以進行深度分析。依靠離子束剝離進行深度分析，X射線的束斑面積要小于離子束的束斑面積。此時好使用小束斑X光源。

元素所處化學環境不同，其結合能也會存在微小差別，依靠這種微小差別（化學位移），可以確定元素所處的狀態。由于化學位移值很小，而且標準數據較少，給化學形態的分析帶來很大困難。此時需要用標準樣品進行對比測試。