W rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS), lub spektroskopii elektronowej dla analizy chemicznej (ESCA), naświetlamy powierzchnię próbki nisko-energetycznym promieniowaniem X (Kα Al  1486 eV lub Kα Mg  1253 eV). Promieniowanie to wyrzuca elektrony z powłok rdzeniowych atomów w próbce do próżni. (Efekt fotoelektryczny). Analizator mierzy energię elektronów oraz ich natężenie. Energia ta jest charakterystyczna dla każdego pierwiastka i wiązania tego pierwiastka w związku chemicznym. Z takiego widma uzyskujemy informacje o rodzaju atomów w próbce, ich koncentracji oraz wiązaniu chemicznym. Technika ta jest powierzchniowo czuła, ponieważ elektrony, które docierają do analizatora bez straty energii pochodzą z warstwy próbki (1-10 nm).

Dostępne techniki:

• Pomiary z dużą rozdzielczością energetyczną wykorzystują  monochromatyczne promieniowanie Al Kα.
• Pomiary z rozdzielczością kątową (ARXPS) umożliwiają wyznaczenie grubości i rodzaju warstw w wielowarstwie (do 10 nm), określenie składu pierwiastkowego oraz wiązania chemicznego.
• Profilowanie wgłębne (destrukcyjne) z użyciem działa jonowego Ar⁺   umożliwia analizę chemiczną głębszych warstwach (>10nm) próbki.
• Spektroskopia w ultrafiolecie (UPS) wykorzystuje światło w zakresie UV do wyznaczania rozkładu elektronów w paśmie walencyjnym oraz wiązania molekuł.
• Dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów (LEED) umożliwia obserwowanie rekonstrukcji powierzchni krystalicznej po różnych procesach (napylania, absorpcji gazów, wygrzewania itp..).
• Komora przygotowawcza umożliwia różnorodne przygotowanie powierzchni próbek do badań. Działa niezależnie od komory analitycznej. Umożliwia usuwanie powierzchniowych zanieczyszczeń jonami Ar, wygrzewanie, przełamywanie próbek w próżni, skrobanie powierzchni, kontrolowane nanoszenie warstw metali i tlenków,  wprowadzanie gazów reaktywnych o kontrolowanym przepływie, ciśnieniu i temperaturze. Magazynek próbek pozwala przechowywać w warunkach wysokiej próżni do 6 próbek.