Đây là hệ thống quang học, cũng gọi là máy quang phổ có độ phân giải cao, có nhiệm vụ thu, phân li và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo. Hệ này có thể là một chùm tia hay hai chùm tia bao gồm ba phần chính:
- Hệ chuẩn trực, để chuẩn trực chùm tia vào.
- Hệ thống tán sắc (phân li) để phân li chùm sáng đa sắc thành đơn sắc. - Hệ buồng tối ( buồng ảnh ) để hội tụ các tia cùng bước sóng lại.
Trước hệ chuẩn trực là khe vào của chùm sáng đa sắc và sau hệ buồng ảnh là khe ra của chùm tia đơn sắc cần đo. Như thể hiện ở hình 3.7, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích được phát ra từ nguồn sau khi đi qua môi trường hấp thụ, sẽ được hướng vào khe máy và vào hệ chuẩn trực, rồi vào bộ phận tán sắc, vào hệ hội tụ để chọn một tia cần đo hướng vào khe đo của đetêctơ để đo cường độ vạch phổ hấp thụ.
Hệ thống đơn sắc của mỗi máy AAS phải đảm bảo một số yêu cầu sau đây:
1. Phải có độ tán sắc đủ lớn để có thể tách và cô lập được tốt các vạch phổ cần đo, tránh sự quấy rối, sự chen lấn của các vạch phổ khác ở bên cạnh. Trong các máy hiện nay thường là hệ cách tử có hằng số từ 1200 ÷ 2400 vạch/nm.
2. Phải không gây ra các hiện tượng sai lệch làm mất năng lượng của chùm sáng ở trong máy như sự hấp thụ, sự tán xạ, sự khuyếch tán của các bộ phận cấu thành máy, đặc biệt là các hệ thống gương, các thấu kính trong máy.
3. Khe vào, khe ra của máy phải có độ mở chính xác và phải điều chỉnh được cho phù hợp với từng vạch phổ và có độ lặp lại cao trong mỗi phép đo. Các thấu kính phải trong suốt trong vùng phổ làm việc của máy.
4. Đêtêctơ để phát hiện cường độ vạch phổ phải có độ nhạy cao, để có thể phát hiện sự thay đổi nhỏ trong quá trình hấp thụ của vạch phổ của mỗi nguyên tố. Nói chung trong các máy AAS là loại đêtêctơ nhạy nhất, đó là ống nhân quang điện ( photomultivlier tube).