光学分析法是建立在电磁辐射与物质相互作用的基础上的，光学分析仪器是探测此种相互作用的工具。各种光学分析仪器的基本组成都包括以下四个基本部分：信号发生器、检测系统、信号处理系统、信号读出系统。在现代化的仪器中，还配有计算机控制系统。
信号发生器是将被测物质的某一物理或化学性质转变为分析信号，如原子、分子吸收辐射产生的原子、分子吸收光谱;物质受热、热激发产生的原子发射光谱等，都是分析信号。产生分析信号的辐射光源与吸收池组合系统为信号发生器。
检测器是对产生的分析信号进行检测，并将其转化为易于检测的信号，通常是电信号。通用的辐射检测器有两类：一类响应光子;另一类响应热。所有光子检测器都是以电磁辐射与反应表面的相互作用以产生电子(光发射)或使电子跃迁到能导电的状态(光导)为基础的;热检测器是非量子化的热敏传感器。
信号处理系统是将信号发大、平滑、滤波、调频、调幅等。
信号读写系统是将信号处理输出的信号显示处理。
计算机控制系统进行数据处理与对仪器实施控制，高级的仪器可以按照预定的程序，使测量条件最优化。