能量色散X射線熒光光譜儀的主要應用包括石油和燃料、塑料、橡膠和紡織品、醫藥產品、食品、化妝品和身體護理產品、肥料、地質材料、采礦飼料、礦渣和尾礦、水泥、耐熱材料、玻璃、陶瓷、催化劑和晶片的分析。紙張、薄膜和聚酯涂層的測定；以及金屬、玻璃和塑料；法醫學；硅片上的多層薄膜、光伏和旋轉存儲介質、用于污染監測的固體廢物、流出物、清洗液、水池和過濾器。此外，x射線透射(XRT)過程儀器用于測量原油和海洋燃料中的硫。


　　XRF和EDXRF光譜儀是許多應用中元素分析工具的首選，因為它們比電感耦合等離子體發射光譜(ICP-OES)和原子吸收光譜(AA))或原子熒光光譜(AF)等其他技術更小、設計更簡單、運行成本更低。EDXRF應用的一些常見例子是：水泥和原材料：硫、鐵、鈣、硅、鋁、鎂等。高嶺土：鈦、鐵、鋁、硅等。粒狀催化劑：鈀、鉑、銠、釕等。礦石：銅、錫、金、銀等。水泥和砂漿填料：灰分中的硫。


　　能量色散X射線熒光光譜儀應用的其他常見例子包括：汽油、柴油和RFG:硫、錳、鉛等。殘余瓦斯油：硫、氯、釩、鎳等。二次油：氯氣等。煤油和石腦油：硫磺等。以及原油和船用燃料：硫、釩、鎳等。電鍍、酸洗和預處理槽：金、銅、銠、鉑、鎳、硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物等。乙酸：鎂、鈷和溴；對苯二甲酸(TPA):鈷、錳、鐵等。對苯二甲酸二甲酯(DMT):重金屬；聚氯乙烯共聚物溶液：氯；乳劑：銀；粘土：金屬和非金屬；和廢物流：RCRA金屬、氯化物、磷酸鹽等。此外，EDXRF和XRF用于量化以下元素中的原子元素：食品、寵物食品和其他動物飼料：鉀、磷和氯；化妝品：鋅、鈦、鈣、錳、鐵、硅、磷、硫、鋁、鈉；木材處理：CCA、Penta、ACQ、ACZA、磷基阻燃劑、環烷酸銅、環烷酸鋅、TBTO、IPBC及其組合；抑酸劑：鈣；還有牙膏：磷和錫。