استخدم اللهب في التعرف على بعض العناصر منذ عام 1850، حيث لاحظ كل من كيرشاف وبنزن أن اللهب يصبح أصفر اللون في حالة وجود الصوديوم. وفي حالة وجود البوتاسيوم يصير لون اللهب بنفسجيًا. وسبب هذه الظاهرة أن ذرات الصوديوم أو البوتاسيوم تمتص طاقة من اللهب نفسه، وتعمل هذه الطاقة على إثارة الإلكترونات في المدارات الخارجية، فترتفع هذه الإلكترونات إلى مستويات ذات طاقة أعلى، غير أن عمر هذه الحالة من الإثارة قصير جداً نحو x10⁷1 ثانية ثم تعود الإلكترونات إلى مستويات الطاقة السابقة، فتنبعث نتيجة لذلك كمية من الطاقة مساوية للتي كانت قد امتصت في أثناء عملية الإثارة. وحيث إن لكل ذرة من الذرات مستويات من الطاقة مميزة لها، فسيتم انبعاث الطاقة عند طول موجي معين يكون مميزاً لذرات العنصر، وبذلك يستخدم الطول الموجي للتحليل الكيفي. في حين تستخدم شدة الضوء المنبعث للتحليل الكمي، ويمكن تقسيم الانبعاث الذري إلى ثلاثة أقسام حسب المصدر الذي تتم بوساطته إثارة الذرات داخل هذا المصدر، ففي حالة استخدام اللهب كمصدر للإثارة يسمى الجهاز الانبعاث الذري اللهبي، وأما إذا استخدم مصدر كهربائي فيسمى هذا الانبعاث الذري الكهربائي. وهناك نوع آخر تستخدم فيه البلازما كمصدر للإثارة، وتوجد أنواع عدة منها الحث الأرجوني وبلازما التيار المباشر.