对固体样品的元素成分进行定性、定量或半定量及价态分析。 固体样品表面的组成、化学状态分析，广泛应用于元素分析、多相研究、化合物结构鉴定、富集法微量元素分析、元素价态鉴定。此外在对氧化、腐蚀、摩擦、润滑、燃烧、粘接、催化、包覆等微观机理研究；污染化学、尘埃粒子研究等的环保测定；分子生物化学以及三维剖析如界面及过渡层的研究等方面有所应用。
XPS与某些分析方法的比较 ：
| 方法名称 |
信息来源 |
分析方式 |
样品状态 |
样品用量(g) |
分辨率 |
灵敏度 |
真空(Pa) |
| XPS |
表面<8nm |
非破坏 |
固、气、液 |
10-6~10-8 |
较低 |
10-18 |
1.33×10-4~1.33×10-9 |
| 吸收光谱 |
本体 |
非破坏 |
固、气、液 |
10-2~10-3 |
10-9 |
||
| 发射光谱 |
本体 |
破坏 |
固 |
10-12 |
|||
| 质谱 |
本体 |
破坏 |
固、气、液 |
10-3~10-4 |
高 |
10-13 |
1.33×10-2~1.33×10-5 |
| NMR |
本体 |
非破坏 |
液（固 ）（气） |
5×10-3 |
高 |
||
| 穆斯堡尔谱 |
表面 |
非破坏 |
固（Fe，Sn，稀土） |
10-3 |
|||
| 电子探针 |
表面 |
非破坏 |
固 |
10-16 |
1.33×10-1~1.33×10-3 |
||
| 离子探针 |
表面 |
破坏 |
固 |
10-11 |
|||
| X射线荧光 |
表面 |
非破坏 |
固 |
10-17 |
1.样品表面1-12nm的元素和元素质量
2.检测存在于样品表面的杂质
3.含过量表面杂质的自由材料的实验式
4.样品中一种或多种元素的化学状态
5.一个或多个电子态的键能
6.不同材料表面12 nm范围内一层或多层的厚度
7.电子态密度测量
量化精确度：
分析时段
探测限制
分析区域限制
样品大小限制
