由于低原子序數元素的非彈性散射幾率相當大，因此EELS技術特別適用于薄試樣低原子序數元素如碳、氮、氧、硼等的分析。它的特點是：分析的空間分辨率高，僅僅取決于入射電子束與試樣的互作用體積；直接分析入射電子與試樣非彈性散射互作用的結果而不是二次過程，探測效率高。一般來說，X射線波譜儀（XWDS）的接收效率為~10至10 ，能譜儀（XEDS）的接收效率在10以下。而EELS技術由于非彈性散射電子僅偏轉很小的角度，幾乎全部被接收。
此外，能損譜分析沒有XEDS分析中的各種假象，不需進行如吸收、熒光等各種校正，其定量分析原則上是無標樣的。但是EELS分析存在一定的困難，主要是對試樣厚度的要求較高，尤其是定量分析的精度有待改善。
而應用EELS進行能量過濾或者能量選擇成像，可以得到選定化學元素在試樣中的分布圖，類似于X射線能譜的元素面分布圖，有利于識別細小的析出相粒子和某些元素的偏聚，在進行電子衍射分析時，應用能量過濾電子形成衍射花樣則具有獨到的優勢。
由于電子通過試樣時發生了散射，彈性散射電子干涉形成布拉格衍射束，非彈性散射電子根據其散射機制不同而具有不同的能量損失，同時還以不同的角分布傳播。示意地給出了各種散射電子的角分布，這些非彈性散射電子疊加在由彈性散射電子形成的布拉格衍射斑上，所示硅單晶的衍射圖上可以看出非彈性散射電子的影響，在衍射圖中央區（約20mrad以內的區域）非彈性散射電子尤其是內層電離和聲子散射電子的強度很大，造成衍射譜的背景很強，分布在衍射斑周圍而掩蓋了由彈性散射電子形成的衍射斑。在角度大于40~50mrad的區域（相當于硅的衍射譜上衍射斑指數大于006的區域），非彈性散射電子的強度很小、甚至弱到可以忽略的程度，例如在Si的006衍射斑以外區域，衍射斑基本上是由彈性散射電子形成的。
在實際應用中，例如分析細小析出粒子時，衍射束強度有時很弱，由于被強的非彈性散射電子覆蓋而往往難以辨認，如能獲得能量過濾的衍射花樣則可以清晰顯示這些微弱的衍射斑。在進行會聚束衍射（CBED）工作時,能量過濾技術更是具有不可忽視的重要作用。對比未經過濾電子束和過濾后由彈性散射電子得到的CBED圖可見：后者的CBED圖呈現出多得多的細節、提供了更多衍射信息，這是其它技術難以達到的優勢。