進行熒光分析的儀器稱為熒光分光光度計。它由以下五部分組成。 是從復合光色散出窄波帶寬度光束的裝置，由狹縫、鏡子和色散元件組成。色散元件包括棱鏡和光柵。熒光分光光度計有兩個單色器：激發單色器和發射單色器。繪制三維熒光光譜（圖4 ）時則采用正交多色器。所謂多色器系單色器去掉出射狹縫，正交指兩個多色器的入射狹縫互成空間垂直。
有表頭顯示、數字顯示和記錄器等。近年來熒光分光光度計大多配有微處理機，其信號經處理後在熒光屏上顯示，並輸給記錄器記錄。某些型號的熒光分光光度計，按下電鍵即可得出三維熒光光譜。
熒光分光光度計可分為單光束與雙光束兩種。在單光束熒光分光光度計中，光源發出的光經激發單色器單色化的光只有壹束，照射在樣品池上，樣品發出的熒光經過發射單色器色散後照射在光電倍增管上，然後用光度表進行測量。雙光束熒光分光光度計經過激發單色器色散的單色光由旋轉鏡分為兩束，在不同瞬間分別將光會聚於樣品池和參比池上。樣品溶液和參比溶液發出的熒光進入發射單色器,然後照射在檢測器上。