X-射线光电子能谱 （XPS，X-ray Photoelectron Spectroscopy），也叫ESCA（ Electron Spectroscopy for Chemical Analysis），是研究表面成分的重要手段。1960’s 由University of Uppsala, Sweden 的Kai Siegbahn等发展，鉴于K. Siegbahn教授对发展XPS领域做出的重大贡献，他被授予1981年诺贝尔物理学奖。
XPS是一种基于光电效应的电子能谱，它是利用X射线光子激发出物质表面原子的内层电子，通过对这些电子进行能量分析而获得的一种能谱。XPS不仅能探测表面的化学组成，而且可以确定各元素的化学状态，因此，在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。

1、激发光源：X射线（软X射线；Mg Kα: hv = 1253.6 eV；Al Kα: hv = 1486.6 eV）；
2、电子能量分析器：对应上述能量的分析器，只可能是表面分析；
3、高真空系统：超高真空腔室super-high vacuum chamberUHV避免光电子与气体分子碰撞的干扰）。

在实验时样品表面受辐照损伤小，能检测周期表中除H和He以外所有的元素，并具有很高的绝对灵敏度。
(1) 可以分析除H和He以外的所有元素，对所有元素的灵敏度具有相同的数量级。
(2) 相邻元素的同种能级的谱线相隔较远，相互干扰较少，元素定性的标识性强。
(3) 能够观测化学位移。化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是XPS用作结构分析和化学键研究的基础。
(4) 可作定量分析。既可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。
(5) 是一种高灵敏超微量表面分析技术。样品分析的深度约2nm，信号来自表面几个原子层，样品量可少至10^-8g，绝对灵敏度可达10^-18g。