物質に単色X線を照射し、X線によって励起されて物質表面から放出される光電子のエネルギーを分光分析する。金属、絶縁物、有機物等あらゆる固体表面の元素分析に適用出来る。シャープなシグナルが得られるため化学状態(特に酸化数)の推定に威力を発揮する（この点でＡＥＳよりも優れる）。測定は超高真空環境で行われる。
　試料は試料ホルダー（直径１５mm）にカーボンテープを使ってを固定する。粉末も可能である。X線銃はデュアルアノード（MgKαとAlKα）と単色化X線源（AlKα）の2種類を搭載している。ＭｇＫαの半値幅約０．７eV、ＡｌＫα（モノクロメーター使用で）の半値幅０．２～０．３eV。最小分析径は３０μｍであるが、通常は１ｍｍ角程度の分析面積で測定する。１wt.%.程度の元素濃度であれば測定可能。試料の局所領域をねらって測定することはＡＥＳよりも劣る。試料のチャージアップを抑えるための中和銃が付いている。従って絶縁物も測定可能（ＡＥＳよりも優れた点）。測定対象元素は3Li～92U。180°静電半球型アナライザー搭載。必要に応じてイオンエッチング、加熱・冷却などの試料前処理が可能。深さ方向の分析、マッピング測定が出来る。各種データ処理機能（元素の帰属、定量分析、波形分離など）も用意されている。