X射線熒光分析法同其他分析技術一樣，不是完美無缺的。在物質成分分析中，它對一些最輕元素（Z≤8）的測定還不完全成熟，只能是屬于初期應用的階段。常規分析中某些元素的測定靈敏度不如原子發射光譜法高（采用同步輻射和質子激發的X射線熒光分析除外），根據各個工業部門生產自動化的要求（例如選礦流程中的自動控制分析），X射線熒光分析法正在不斷完善中。某些新發展起來的激發、色散和探測新技術還未能得到普遍的推廣應用，儀器的自動化和計算機化水平尚待進一步提高。尤其突出的是，在快速分析方面，至今實驗室的制樣自動化水平仍然是很低的，還不能適應全自動X射線熒光分析儀連續運轉的要求。在儀器技術的改進方面，對于常規的X射線熒光分析來說，為提高分析靈敏度，這種改進主要仍決定于激發、色散和探測等三個基本環節。
在激發源方面，常規X射線管對輕元素的激發，除銠靶外，還發現鈧靶的效率較高。新型的強大的同步輻射源在分析上的應用研究也已開始，在特征X射線外延吸收譜精細結構研究中更引起人們的高度重視。在色散元件方面，隨著一些新型晶體，尤其是輕、重元素交替淀積的碳化物多層膜質晶體的發展，在提高衍射效率方面對輕元素分析有可能獲得較大的效益。對于超長波X射線色散用的各種分析晶體和光柵，在提高分辨率和擴大應用范圍方面，不斷取得新的進步。
在探測器方面，作為能譜儀的心臟，可以在室溫下工作，具有優良能量分辨本領的碘化汞晶體探測器也正在開發之中。可以說，以上儀器三個基本環節的突破，以及儀器結構的不斷改進（例如能量與波長色散譜儀的結合等），對于提高儀器的使用水平，必將有很大的促進。