空心阴极灯的原理，就是用电子流轰击阴极的材料，激发阴极元素的电子，当被激发的电子从激发态(E1)回到基态(E0)时，就会发出频率为ν=(E1-E0)/h (h是普朗克常数)的明线光谱。

   而原子吸收光度法的原理，就是令光通过样品池，样品中的基态原子吸收特定频率的光子从而跃迁到激发态。于是，样品吸收的频率也是ν=(E1-E0)/h。因此，测定什么元素时，就采用以什么元素为阴极材料的空心阴极灯。相比采用钨灯、氘灯等连续光谱的光源，空心阴极灯对于单色器的要求最低。