能量色散X射线荧光光谱仪的主要应用包括石油和燃料、塑料、橡胶和纺织品、医药产品、食品、化妆品和身体护理产品、肥料、地质材料、采矿饲料、矿渣和尾矿、水泥、耐热材料、玻璃、陶瓷、催化剂和晶片的分析。纸张、薄膜和聚酯涂层的测定；以及金属、玻璃和塑料；法医学；硅片上的多层薄膜、光伏和旋转存储介质、用于污染监测的固体废物、流出物、清洗液、水池和过滤器。此外，x射线透射(XRT)过程仪器用于测量原油和海洋燃料中的硫。


　　XRF和EDXRF光谱仪是许多应用中元素分析工具的首选，因为它们比电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和原子吸收光谱(AA))或原子荧光光谱(AF)等其他技术更小、设计更简单、运行成本更低。EDXRF应用的一些常见例子是：水泥和原材料：硫、铁、钙、硅、铝、镁等。高岭土：钛、铁、铝、硅等。粒状催化剂：钯、铂、铑、钌等。矿石：铜、锡、金、银等。水泥和砂浆填料：灰分中的硫。


　　能量色散X射线荧光光谱仪应用的其他常见例子包括：汽油、柴油和RFG:硫、锰、铅等。残余瓦斯油：硫、氯、钒、镍等。二次油：氯气等。煤油和石脑油：硫磺等。以及原油和船用燃料：硫、钒、镍等。电镀、酸洗和预处理槽：金、铜、铑、铂、镍、硫酸盐、磷酸盐、氯化物等。乙酸：镁、钴和溴；对苯二甲酸(TPA):钴、锰、铁等。对苯二甲酸二甲酯(DMT):重金属；聚氯乙烯共聚物溶液：氯；乳剂：银；粘土：金属和非金属；和废物流：RCRA金属、氯化物、磷酸盐等。此外，EDXRF和XRF用于量化以下元素中的原子元素：食品、宠物食品和其他动物饲料：钾、磷和氯；化妆品：锌、钛、钙、锰、铁、硅、磷、硫、铝、钠；木材处理：CCA、Penta、ACQ、ACZA、磷基阻燃剂、环烷酸铜、环烷酸锌、TBTO、IPBC及其组合；抑酸剂：钙；还有牙膏：磷和锡。