在电子探针或扫描电子显微镜中进行微区分析可以采用两种方法：波谱分析或能谱分析。波谱分析发展较早，但近年来没有太大的进展；能谱分析虽然只有将近20年的历史，但发展迅速，成为微区分析的主要手段。以下为两种方法的比较。
（a）通常的能谱仪探测器采用8μm厚的铍窗口，由于它对入射X射线的吸收无法探测到超轻元素的特征X射线，元素探测范围为Na（11）到U（92）。而波谱仪的探测范围为B（5）到U（92）。
虽然能谱仪过去也曾采用过超薄窗口（UTW）或无窗探测器扩大元素探测范围，但由于种种原因实际上无法推广。近年来出现了一种单窗口轻元素探测器，可以探测B（5）到U（92）之间的元素，甚至还可探测Be。
（b）波谱仪的瞬间接收范围约为5eV，即在同一瞬间只能接收某一极窄的波长范围内的X射线信号。因此采集一个全谱往往需要几十分钟。在此期间要求整个系统的工作条件（加速电压、束流等）有较高的稳定度。因此波谱分析不能用于束流不稳定的系统（如冷场发射电子枪的系统）中。
能谱仪在瞬间可以接收全部有效范围内的X射线信号，亦即在一短时间内（例如1秒）可接收成千上百个各种能量的X射线光子。由于其随机性，所以对整个系统的稳定度无严格要求，而且采集一个谱通常只需1～2min。
（c）波谱仪的几何收集效率（接收信号的立体角）较低（<0.2%），而且随X射线的波长变化。量子效率（进入谱仪和被计数的X射线之比）也较低（<30%）。为了增加接收到的信号强度，不得不加大束流，束斑也随之加大，因此当扫描电子显微镜观察高分辨图像时，或透射电镜中由于薄膜样品的X射线信号强度太低，均无法进行波谱分析。
能谱仪的几何收集效率（<2%）高于波谱仪一个数量级，而且只要探测器的位置固定，几何效率即为常数。在2～16keV的能量范围内，量子效率接近于100％。因此当扫描电子显微镜观察高分辨率图像时，或在透射电子显微中都可进行能谱分析。
由于能谱仪的几何效率和量子效率在一定条件下是常数，所以可以进行无标样定量分析，这是波谱仪所无能为力的。
（d）波谱仪由晶体衍射测定特征X射线的波长，在测定时要求X射线源（样品与电子束的作川点）、衍射晶体、和探测器狭缝严格地在同一个聚焦圆上，否则即使符合Bragg条件也测量不到X射线。在波谱仪中，衍射晶体和探测器都是运动部件，在运动中要保持上述三部分共圆，因此必须有精密的机构，加工精度也要求较高，这样就提高了波谱仪的成本。此外不适当的安装和操作也会使上述三点偏离共圆条件，所以要求较高的维护和操作水平。能谱仪的探测器可接收来自Si（Li）晶体所张立体角内的任何信号，对探测器在样品室内的位置无严格要求。就此点而言，造价比波谱仪低，且操作简便。
（e）能谱仪探测器的能量分辨率一般为140～150eV左右（分辨率与Si（Li）晶体的活性区面积有密切关系），波谱仪的分辨率一般约为5～10eV。因此能谱谱峰重叠较严重，信噪比也较差，谱峰重叠可通过数据处理于以剥离，当然由此会造成一定的分析误差。信噪比差还会影响到仪器的最低探测极限。此值与样品和仪器工作条件有关。对于能谱仪而言一般为千分之几的量级；波谱仪则为万分之几的量级。
（f）在能谱中还存在其它失真，如逃逸峰、脉冲堆积所造成的和峰、杂散辐射等。虽然这些失真大部分都可以辨认或于以修正，但这都是分析误差的来源。在波谱中失真较少。
（g）由于能谱仪的一些问题一方面引起分析误差，另一方面也造成了数据处理的复杂性。自80年代开始计算机就成为能谱仪的重要组成部分，对谱仪进行控制并联机处理数据。80年代中期以后更将计算机的作用扩大到图像处理等功能，成为能谱仪得以起飞的重要条件。波谱仪的数据处理相对地比较简单，较晚才开始配备计算机，这也是波谱仪发展较慢的原因之一。
（h）能谱仪和波谱仪的空间分辨率（指能分辨不同成分的两点之间的最小距离）基本相同。其原因是样品在电子束作用下产生特征X射线的区域是由电子的散射和穿透所决定的（见下图）。在束斑不太大的情况之下，与束斑尺寸无关。然后在透射电子显微镜中，当入射电子尚未在样品中散射时已经穿透了样品，所以能够产生特征X射线的范围大大缩小。此时能谱仪的空间分辨率等于或小于样品的厚度。