水下能譜儀可以同時接受和檢測所有不同能量的X射線光子信號，故可在幾分鐘內分析和確定樣品中含有的所有元素，帶鈹窗口的探測器可探測的元素范圍為11Na~92U，水下能譜儀能夠分析Be以上的輕元素，探測元素的范圍為4Be~92U。

 

　　在電子探針中，X射線是由樣品表面以下m數量級的作用體積中激發出來的，如果這個體積中的樣品是由多種元素組成，則可激發出各個相應元素的特征X射線。

 

　　被激發的特征X射線照射到連續轉動的分光晶體上實現分光（色散），即不同波長的X射線將在各自滿足布拉格方程的2方向上被（與分光晶體以2：1的角速度同步轉動的）檢測器接收。

 

　　波譜儀的突出優點是波長分辨率很高。但由于結構的特點，譜儀要想有足夠的色散率，聚焦圓的半徑就要足夠大，這時彎晶離X射線光源的距離就會變大，它對X射線光源所張的立體角就會很小，因此對X射線光源發射的X射線光量子的收集率也就會很低，致使X射線信號的利用率極低。

 

　　此外，由于經過晶體衍射后強度損失很大，所以，波譜儀難以在低束流和低激發強度下使用，這是波譜儀的兩個缺點。

 

　　X射線收集立體角大。由于能譜儀中Si(Li)探頭可以放在離發射源很近的地方(10㎝左右)，無需經過晶體衍射，信號強度幾乎沒有損失，所以靈敏度高(可達104cps/nA，入射電子束單位強度所產生的X射線計數率)。

 

　　此外，水下能譜儀可在低入射電子束流(10-11A)條件下工作，這有利于提高分析的空間分辨率。

 

　　由于能譜儀沒有運動部件，穩定性好，且沒有聚焦要求，所以譜線峰值位置的重復性好且不存在失焦問題，適合于比較粗糙表面的分析工作。