物質相互作用時產生各種實驗現象。儀器分析就是利用能直接或間接地表征物質的各種特性（如物理的、化學的、生理性質等）的實驗現象，通過探頭或傳感器、放大器、分析轉化器等轉變成人可直接感受的已認識的關于物質成分、含量、分布或結構等信息的分析方法。也就是說，儀器分析是利用各種學科的基本原理，采用電學、光學、精密儀器制造、真空、計算機等先進技術探知物質化學特性的分析方法。因此儀器分析是體現學科交叉、科學與技術高度結合的一個綜合性極強的科技分支。

儀器分析的發展極為迅速，應用前景極為廣闊。儀器分析方法種類很多，所用分析儀器也各有特點，但從總體來看，儀器分析法具有以下特點：

（1）靈敏度高

大多數儀器分析法適用于微量、痕量分析。例如，原子吸收分光光度法測定某些元素的絕對靈敏度可達10-14g。電子光譜甚至可達10-18g，相對靈敏度可在μg·g－1，ng·g－1乃至更小。

（2）取樣量少

化學分析法需用10－1～10－4g；儀器分析試樣常在10－2～10-8g。

（3）在低濃度下的分析準確度較高

含量在10-5％～10-9％范圍內的雜質測定，相對誤差低達1％～10％。

（4）快速

例如，發射光譜分析法在1min內可同時測定水中48個元素，靈敏度可達ng·g－1級。

（5）可進行無損分析

有時可在不破壞試樣的情況下進行測定，適于考古、文物等特殊領域的分析。有的方法還能進行表面或微區（直徑為μm級）分析，或試樣可回收。

（6）能進行多信息或特殊功能的分析

有時可同時作定性、定量分析，有時可同時測定材料的組分比和原子的價態。放射性分析法還可作痕量雜質分析。

（7）專一性強

例如，用單晶X衍射儀可專測晶體結構；用離子選擇性電極可測指定離子的濃度等。

（8）便于遙測、遙控、自動化

可作即時、在線分析控制生產過程、環境自動監測與控制。

（9）操作較簡便

省去了繁多化學操作過程。隨自動化、程序化程度的提高操作將更趨于簡化。

（10）儀器設備較復雜，價格較昂貴

由于分析的試樣狀態、分析目的和要求的不同，所用分析方法和儀器也就不同，儀器分析方法多種多樣。但大體上可歸為4大類：分離分析、成分分析、結構分析和表面分析。分離分析法主要是色譜法，包括紙色譜、柱色譜、有氣相色譜、液相色譜、電色譜等。成分分析法有原子發射光譜、原子吸收光譜、熒光光譜、磷光光譜以及各種電化學分析法（包括電位、電導、電量、電泳、伏-安法等）。這些方法偏重于作無機物的分析。結構分析法有x-衍射法，各種分光光度法（紫外光、可見光、紅外、拉曼光譜），穆斯鮑爾譜、核磁共振譜、順磁共振譜、質譜等。這些方法大多偏重于作有機物的分析。表面分析有掃描和透射顯微鏡分析法、電子及離子探針法、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡及各種能譜儀（光電子、俄歇電子能譜儀）分析法等。