简称PIXE,它应用的带电粒子可以是质子、α粒子或重离子，目前使用最多的是质子。它是用加速器（常用静电加速器产生的几兆电子伏能量的质子束轰击样品，质子使样品中各元素原子的内层电子电离，接着较外层的电子向内层跃迁,同时发射X射线。由于各种元素发射具有特定波长（或能量）的标识X射线,可利用锂漂移硅探测器及能谱分析仪来确定元素的种类。而标识谱线强度可用来确定元素含量。

在PIXE技术中，可以将原始的样品（如金属、粉末、生物组织）直接作为靶进行分析。这样的靶往往是厚靶，它制备方便，但数据处理比较复杂，灵敏度也差。另一种是将样品进行灰化、溶解等处理，然后把它置于一定的衬底膜上，作为靶进行分析。这类靶称为薄靶，可以不考虑质子在靶中的能量损失和X 射线的自吸收，获得及处理数据都比较容易，灵敏度也好。但制靶工艺比较复杂，容易受到环境的污染。

用PIXE方法作元素测定时，通常有绝对测定法和相对测定法之分。对于薄靶，绝对法的计算含量公式为 ，

式中Wj、Nj、Aj、σXj分别为第 j个元素的含量、特征峰计数、原子量、标识X射线的产生截面,Ω为探头的立体角，εj为探测器对第j个元素的X射线的探测效率，N0为阿伏伽德罗常数，n0为射到靶上的单位面积中的质子数，t为X射线从靶中穿出的透射率。这方法在实际使用时较困难，因实验条件的变化、参量的不稳定都影响测量结果。工作中往往用相对测定法，其中以内标法用得最多。它是将已知量的元素放入靶中作为标准，通过同已知内标相比较来确定待测元素含量。测量数据的处理是质子X荧光分析工作中的一个重要环节。现都采用计算机在线分析。

PIXE方法绝对灵敏度高，绝对探测极限可达10克(指束点面积为几平方毫米),相对灵敏度可达10～10，因此取样量少；这种方法的元素分辨本领好，可进行多元素同时分析，甚至可不破坏样品，适合于对珍贵稀缺的考古样品、生物样品和环境样品等的分析。由于采用计算机在线数据处理，分析速度快。一般一个样品的整个分析过程仅需几分钟。如果将质子束聚焦成直径为几微米的细束，并对样品进行逐点测量，可以得到有空间分辨的元素含量分布图，这时探测极限可改善到10～10克。但是,PIXE方法对于原子序数小于11的元素,因探测器窗吸收等原因，灵敏度很差。

PIXE方法已成为一种有力的分析手段，被广泛地应用于生命科学、环境科学、考古学、法学以及材料科学等方面。