根據分光方式的不同，X射線熒光分析可分為能量色散和波長色散兩類，也X射線熒光分析就是通常所說的能譜儀和波譜儀，縮寫為EDXRF和WDXRF。
通過測定熒光X射線的能量實現對被測樣品的分析的方式稱之為能量色散X射線熒光分析，相應的儀器稱之為能譜儀，通過測定熒光X射線的波長實現對被測樣品分析的方式稱之為波長色散X射線熒光分析，相應的儀器稱之為X射線熒光光譜儀。
根據激發方式的不同，X射線熒光分析儀可分為源激發和管激發兩種：用放射性同位素源發出的X射線作為原級X射線的X熒光分析儀稱為源激發儀器；用X射線發生器（又稱X光管）產生原級X射線的X熒光分析儀稱為管激發儀器。
就能量色散型儀器而言，根據選用探測器的不同，X射線熒光分析儀可分為半導體探測器和正比計數管兩種主要類型。
根據分析能力的大小還可分為多元素分析儀器和個別元素分析儀器。這種稱呼X射線熒光分析多用于能量色散型儀器。
在波長色散型儀器中，根據可同時分析元素的多少可分為，單道掃描X熒光光譜儀、小型多道X熒光光譜儀和大型X熒光光譜儀。