分析仪器是用来测定物质的组成、结构和某些物理特性的仪器。物质分析包括定性分析、定量分析、结构分析和某些物理特性的分析。
不同物质在各种物理和化学性质上都存在质的和量的差异，颜色、气味、导热系数、吸收光能的波长和磁性的不同等，分析仪器正是利用这些特点来完成定性分析和结构分析的。
不过，大多数物质在各种物理和化学特性上往往没有质的不同，只有量的差异，而且这种差异往往并不十分显著。因此，利用分析仪器来进行定性分析，首先必须充分地认识待分析物质，以及与其共存的其他物质的各种物理和化学特性，以它们质的不同或量的显著差异，作为选用或制造分析仪器的依据。
用分析仪器进行定量分析，是以物质存在量与转换成的某种物理量如电量、热量等之间具有一定的函数关系为依据的。例如红外分光光度计是根据待测物吸收特定波长的辐射能的不同，将所吸收的辐射能转换成热能，或进一步转换成电量，通过对电量的测量就可以确定待测物质的存在量。
分析仪器的应用领域十分广泛，有的用于生产过程分析，有的用于环境监测，还有许多用于各个学科和企业部门的实验室。为了适应不同的需要，分析仪器的结构比较庞杂。现代许多分析仪器已配有微处理器或微型计算机，其功能更为完备，尤其是仪器本身的自动化程度大为提高。
分析仪器一般由取样系统、样品调节系统、分离系统、检测系统、信号处理和显示系统、条件补偿系统、电源等几部分组成。
取样系统的任务是将一定量的、能真实代表待分析对象的样品取出，并送入各个测量环节。取样系统可包括：能耐各种介质腐蚀、高温、高压、低温和低压等各种条件的取样管、取样器;抽吸或增压、减压装置;以及除去有害或对分析有干扰的杂质的一系列过滤器和反应器等。
样品调节系统对取得的样品流进行适当的处理，使其压力、温度和流量等参数符合分离系统和检测系统的要求。因此，它可能包括压力、温度和流量等参数的比较简易的调节装置。
在大型分析仪器或各种谱仪中，为了实现多组分分析或样品的全分析，往往都采取先分离后检测的办法，即利用物理或化学主法分离，分析样品中的各种组分。例如，色谱仪中的色谱柱、质谱仪中的质量分析器等就是最典型的分离系统。
检测系统是分析仪器的核心，它将各种成分量、结构量和物性量转换成易于测量的各种电量如电阻、电容、电流、电压和频率等。在分析仪器中，上述各种量往往不能直接转换成易于测量的电量，一般须经过中间转换，如先转换成温度、压力或光通量等，而后再转换为电量。由成分量或结构量的变化所引起的转换量的变化十分微小，如转换为温度时可低达十万分之一摄氏度的变化量，并精确定量。因此，分析仪器的检测器结构往往比较复杂，对工艺、材料的要求也较高。
信号处理和显示系统的任务是将检测器的输出信号加以处理、显示。分析仪器往往对被测对象的介质条件和环境条件，如环境气氛、温度、压力和电源参数等十分敏感。为了保证精确度，对这些条件都有较高的要求。为了降低这些要求，在仪器内部往往设计有对各种条件波动进行补偿的装置，以消除或降低条件波动对测量造成的影响。
分析仪器广泛应用于工业生产过程监控、环境保护、生物化学和医疗、空间探索和军事等各个领域，是现代科学研究中一种重要的技术手段。
分析仪器主要有两种分类方法：根据所应用的物理和化学原理分类，可以分为电化学式、热学式等十类;根据所施加的能量形式分类，有光能式热能式和电磁场式等