测汞仪在常温下气化的汞原子蒸气，受到低压汞灯发射出253.7nm的共振辐射光照射后，汞原子辐射出荧光。该荧光经聚光镜聚焦于光电倍增管实现光电转换，光电流经放大后由单片机进行数据处理，数码显示与打印机打印能同时给出样品的最终测试结果。
当汞浓度很低时,荧光强度与汞浓度呈良好的线性关系,据此可用于痕量汞的定量测定.
需要指出的是:受激的汞原子除了自发地返回基态而辐射荧光外,也会与背景粒子碰撞而把能量转变为粒子的热运动,因而产生了无荧光辐射的跃迁,降低了荧光强度,这就是原子荧光猝灭现象.由于受激汞原子与氩气碰撞的几率比空气中的氮气、氧气、二氧化碳等小得多，引起的荧光猝灭小得多，因此采用氩气作气源时比用氮气时仪器灵敏度要高得多。同样地，仪器在测量过程中要求避免空气侵入激发区，以减小由此而引起的荧光现象，提高仪器的稳定性。