重金屬指比重大于4或5的金屬，約有45種，如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動所必須，而且所有重金屬超過一定濃度是有害的，X熒光光譜儀的應用，為檢測土壤，水質中重金屬含量起到了效果。
在環境污染方面所說的重金屬主要是指汞（水銀）、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等元素。重金屬不能被生物降解，相反卻能在食物鏈的生物放大作用下，進入人體。重金屬在人體內能和蛋白質及酶等發生相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。
重金屬元素由于某些原因未經處理就被排入河流、湖泊或海洋，或者進入了土壤中，使得這些河流、湖泊、海洋和土壤受到污染，它們不能被生物降解。魚類或貝類如果積累重金屬而為人類所食，或者重金屬被稻谷、小麥等農作物所吸收被人類食用，重金屬就會進入人體使人產生重金屬中毒。
X熒光光譜儀采用X熒光射線檢測原理，可實現對土壤、空氣、水源中重金屬含量進行檢測。
