在ICP光譜儀炬管組件中產生的ICP光源，其觀察方式有3種，分別是：垂直觀測(Radial)、水平觀測(Axial)和雙向觀測(DUO)，下面介紹他們的區別。
等離子體是 ICP-AES 的核心之一，其結構如圖所示，工作線圈（Work coil）通以高頻（27.12MHz/40.68 MHz）、大功率的能量，在石英炬管（Torch）中形成強交變電磁場，使其中之氬氣（Ar）電離，形成一個穩定的、高溫放電炬——等離子體（Plasma）。樣品的氣溶膠通過中心管噴入等離子體中形成一個Φ2mm 左右的分析通道。由于等離子體不同區域存在不同的溫度分布，整個分析通道分為：原子化區（溫度較低）、原子發射區（溫度較高）和離子發射區（溫度高）。
科學家早已證實離子發射區具有最好的信背比和最佳的穩定性，提出了最佳觀測高度（一般在工作線圈上方 12-16mm 處）的概念，垂直（Radial）觀測正是測量該區域的信號；水平（Axial）觀測測量的是除了尾焰外的整個分析通道的信號。
ICP光譜儀垂直觀測
又稱為垂直觀測或者測試觀察，是采用垂直放置的ICP光譜儀炬管，“火焰”氣流方向與采光光路方向垂直；從光譜儀能夠接收整個分析區的所有信號。
垂直觀測是 ICP 經典觀測方式，它從等離子體的側面采光，測量的是離子發射區（最佳觀測區）的信號，顯然此區域的信號沒有水平觀測時整個分析通道的信號強，因此其靈敏度不及水平觀測的高，但此區域的信號能提供最佳的信背比，尤其在復雜基體下，其信背比更為特出。
同時垂直觀測不采集等離子體中原子化區和原子發射區的光信號，因此它根本不存在易電離干擾（EIE），具有非常好的線性范圍（105-106）、非常小的基體效應和非常低的背景，且靈活方便。垂直觀測的炬管很短，不易沾污，大功率下也不易發熱，更適應于高基體樣品以及油樣、有機樣的直接進樣分析。
ICP光譜儀水平觀測
又稱為軸向觀察或端視觀測，是采用水平放置的ICP光譜儀炬管，“火焰”氣流方向與采光光路方向呈水平重合；可使整個火焰個個部分的光都全部通過狹縫。
早在 80 年代初期，我國的科技人員就開始嘗試把等離子體水平放置。軸向采集整個分析通道的信號以提高靈敏度，并發表了一些應用報告。但當時受尾焰切割技術以及高基體背景的限制，此技術實際上沒有得到采納，一直至 90 年代初，科學家在光學采集、聚焦方式、尾焰去除、等離子體的穩定、進樣系統等方面進行一系列的創新。
水平觀測采集的是除了尾焰外整個分析通道的信號，因此其靈敏度要優于僅采集局部區域信號的垂直觀測，檢出限下降5-10倍。但正由于水平觀察采集的是包括原子化區和原子發射區的整個分析通道的信號，而此二區域并非是 ICP 最佳觀測區域，因此水平觀測在提高靈敏度的同時，也增加了背景噪聲和基體影響，引入了易電離干擾（EIE）。在基體簡單的場合，背景和基體效應均比較小，水平觀測有很好的信背比，從而使儀器具有非常好的檢出限，但對于基體復雜的場合，其背景噪聲和基體效應均非常突出，此時的信背比可能反而不如垂直觀測，基體效應和易電離干擾使測量誤差增大。
除此之外，水平觀測增加了觀測區域也增加了發射譜線的自吸現象，因此其線性范圍將受到影響，特別是在測定高含量元素時，因標準曲線彎曲而引起較大的測量誤差。水平觀測需一定的技術去除尾焰，為了得到穩定的等離子體，水平觀測的石英炬管需比垂直觀測長出許多，使整個等離子體的高溫區域包含在炬管中。在復雜基體下，炬管極易沾污，在大功率下，也易損壞炬管。另外，水平觀測所采集的有效分析通道僅有Φ1~2mm 寬，因此水平觀測要求非常嚴格的外光路軸向對準和聚焦。否則一旦稍稍偏離分析通道的中心，靈敏度將大受影響。
由此可見：水平觀察非常適用于環保、水質、食品、衛檢等基體比較簡單的領域。不適用于冶金、石化、地質等基體復雜的領域。易電離干擾（EIE）：指存在堿土金屬元素（Ca 、Mg 等）的情況下，引起堿金屬元素（K、Na 等）測量結果偏高的現象，即堿土金屬對堿金屬元素產生正干擾。
研究表明：這種干擾來源于等離子體中溫度較低的原子化區。以前人們普遍采用垂直觀測方式，在信號采集上是完全避開了原子化區，因此根本不存在易電離干擾的問題，隨著水平觀測的應用，由于水平觀測采集的是包括原子化區的整個分析通道的信號，人們才認識到易電離干擾（EIE）的嚴重性。
水平觀測方式的優點是：
由于整個“火焰”各個部分的光都可以被采集導致靈敏度高，對簡單樣品有較好的檢出限；
其缺點：基體效應和電離干擾大，線性范圍小，炬管溶液積炭和積鹽而沾污，需要及時清洗和維護，RF功率設置不能一般不超過1350W；使用于光譜儀水質分析中。
雙向觀測
傳統雙向觀測是在水平觀測ICP光源的基礎上，增加一套側向采光光路，實現垂直/水平雙向觀測，即在炬管垂直觀測的方向依次放置3塊反射鏡，當要使用垂直觀測的時候，就通過3塊反射鏡把炬管垂直方向上的光反射到原光路中，并通過旋轉原光路的第一塊反射鏡，使垂直方向來的光與原水平方向來的光在整個光路中重合。
該觀測方式的切換反射鏡由計算機控制，該方式融合了軸向、徑向的特點，具有一定的靈活性，增強了測定復雜樣品的能力。改觀測方式可實現以下3中方式的測量：
①全部元素譜線水平測量；
②全部元素譜線垂直測量；
③部分元素譜線水平測量，部分元素譜線垂直測量。
雙向觀測能有效解決水平觀測中存在的電子干擾，進一步擴寬線性范圍。但是該觀測方式需要不斷地切換反射鏡，可能導致儀器的穩定性變差。由于徑向觀測的需要，炬管側面必須開口，導致炬管的壽命大大降低，同時也改變了炬焰的形狀。炬管開口處必須嚴格與光路對準，要不然炬管壁容易積累鹽，會使檢測結果嚴重錯誤；同時如果在開口出現積鹽同樣也會導致儀器檢測結構存在嚴重的錯誤，必須注意清洗。而且增加了曝光次數，降低了分析速度，增加了分析消耗。
