物质相互作用时产生各种实验现象。仪器分析就是利用能直接或间接地表征物质的各种特性（如物理的、化学的、生理性质等）的实验现象，通过探头或传感器、放大器、分析转化器等转变成人可直接感受的已认识的关于物质成分、含量、分布或结构等信息的分析方法。也就是说，仪器分析是利用各种学科的基本原理，采用电学、光学、精密仪器制造、真空、计算机等先进技术探知物质化学特性的分析方法。因此仪器分析是体现学科交叉、科学与技术高度结合的一个综合性极强的科技分支。
仪器分析的发展极为迅速，应用前景极为广阔。仪器分析方法种类很多，所用分析仪器也各有特点，但从总体来看，仪器分析法具有以下特点：
（1）灵敏度高
大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。例如，原子吸收分光光度法测定某些元素的绝对灵敏度可达10-14g。电子光谱甚至可达10-18g，相对灵敏度可在μg·g－1，ng·g－1乃至更小。
（2）取样量少
化学分析法需用10－1～10－4g；仪器分析试样常在10－2～10-8g。
（3）在低浓度下的分析准确度较高
含量在10-5％～10-9％范围内的杂质测定，相对误差低达1％～10％。
（4）快速
例如，发射光谱分析法在1min内可同时测定水中48个元素，灵敏度可达ng·g－1级。
（5）可进行无损分析
有时可在不破坏试样的情况下进行测定，适于考古、文物等特殊领域的分析。有的方法还能进行表面或微区（直径为μm级）分析，或试样可回收。
（6）能进行多信息或特殊功能的分析
有时可同时作定性、定量分析，有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。放射性分析法还可作痕量杂质分析。
（7）专一性强
例如，用单晶X衍射仪可专测晶体结构；用离子选择性电极可测指定离子的浓度等。
（8）便于遥测、遥控、自动化
可作即时、在线分析控制生产过程、环境自动监测与控制。
（9）操作较简便
省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。
（10）仪器设备较复杂，价格较昂贵
由于分析的试样状态、分析目的和要求的不同，所用分析方法和仪器也就不同，仪器分析方法多种多样。但大体上可归为4大类：分离分析、成分分析、结构分析和表面分析。分离分析法主要是色谱法，包括纸色谱、柱色谱、有气相色谱、液相色谱、电色谱等。成分分析法有原子发射光谱、原子吸收光谱、荧光光谱、磷光光谱以及各种电化学分析法（包括电位、电导、电量、电泳、伏-安法等）。这些方法偏重于作无机物的分析。结构分析法有x-衍射法，各种分光光度法（紫外光、可见光、红外、拉曼光谱），穆斯鲍尔谱、核磁共振谱、顺磁共振谱、质谱等。这些方法大多偏重于作有机物的分析。表面分析有扫描和透射显微镜分析法、电子及离子探针法、扫描隧道显微镜、原子力显微镜及各种能谱仪（光电子、俄歇电子能谱仪）分析法等。
