最早的直讀光譜儀產生在第二次世界大戰末期，戰爭中建造了大量的飛機，而飛機用特殊鋼、鋁鎂合金等金屬材料的濕法檢測工作的繁瑣分析，迫使一些人著手研究多條光譜線同時測定的光譜儀，并于1944年美國應用實驗室（ARL）研制成第一臺光電直讀光譜儀的樣機，1956年該公司直讀光譜儀中使用真空技術，可同時測定金屬元素和C/P/S等非金屬元素。隨著計算機、電子技術的發展，到20世紀70年代直讀光譜儀幾乎100%采用計算機控制，這不僅提高了分析精度和速度，而且對分析結果的數據處理和分析過程控制實現自動化。80年代后期，以德國斯派克為代表的國外多個公司的光電直讀光譜儀相繼進入我國的分析儀器市場

    20世紀90年代初期，冶金系統已成功用上全自動直讀光譜儀。所謂全自動，是將光譜儀及其附屬設備，如切樣機、磨樣機、機械手等安裝在同一個大箱子內，組成一個移動式光譜實驗室。此種全自動光譜儀多放置在煉鋼爐旁。工作時，只需要人工見樣品置于一個專用窗口的抽屜內。以后的全部過程無需人工干預，全有計算機的預定程序自動完成。

    目前商品化的儀器主要是固定多道式光電直讀光譜儀，一般采用高刻線的光柵或中階梯光柵與棱鏡交叉色散量兩種方法來提高儀器的色散率及分辨率。進入21世紀以來，儀器的數字控制技術已經取代模擬控制技術，固體檢測器（如CCD/CID）有取代PMT的趨勢也越來越明顯，使儀器向小型化、精密化發展。