Tiesioginio{0}}nuskaitymo spektrometrai daugiausia skirstomi į šiuos keturis modulius:
Sužadinimo sistema: ši sistema įvairiais metodais purškia kietąjį mėginį, išskirdama kiekvieno elemento emisijos spektrus.
Optinė sistema: ši sistema apdoroja sudėtingus sužadinimo sistemos generuojamus šviesos signalus, įskaitant jų rūšiavimą, atskyrimą, filtravimą ir fiksavimą.
Matavimo ir valdymo sistema: ši sistema matuoja charakteringų spektrinių linijų, vaizduojančių kiekvieną elementą, intensyvumą ir paverčia šviesos intensyvumo signalus į skaitmeninius elektrinius signalus, kuriuos gali atpažinti kompiuteris, valdydamas normalų viso prietaiso veikimą.
Programinės įrangos duomenų apdorojimo sistema kompiuteryje: ši sistema atlieka įvairius algoritminius šviesos intensyvumo duomenų, kuriuos kompiuteris gauna iš kiekvieno kanalo, skaičiavimus, kad gautų stabilų ir tikslų mėginio turinį.