全自动生化分析仪可以说是在传统的分光光度计的基础上发展来的。从结构上来说，它包含分光光度计的主要组成部分，如：光源、单色器(色散装置)、比色池、检测器等。
1、光源：理想的光源应在整个波长范围内产生恒定的光强度，噪声低，长期稳定。遗憾的是实际上没有这样的光源，因此，需要依工作波段的不同选取不同的光源。氘灯可在紫外区产生一定强度的连续光谱，在可见区也能提供有用的光强。尽管现在的氘灯噪声已很低，但灯的噪声仍是限制整个仪器噪声水平的主要因素。卤钨灯在部分紫外区和整个可见光范围内可产生较强的连续光谱，噪声低，漂移小。海力孚全自动生化分析仪就采用了卤钨灯作为光源。
2、单色器：单色器是使不同波长的光以不同角度发散的组件，按色散元件的不同，可分为棱镜单色器、光栅单色器和滤光片式单色器。棱镜既简单又便宜，但其色散是弯曲且非线性的，长波色散率小，短波色散率高，因此欲得到相同的光谱强度，狭缝宽度要随波长而改变，并且各光谱线间隔不同，为非匀排光谱。滤光片表面镀膜容易变质（1-2年后），导致滤光片的透射率降低，使光电信号减弱导致测量结果不准确。光栅镜片则不会出现类似问题。其次，经光栅分光后的单色光，在中心波长、半波宽等影响生化检测准确度的技术参数上都优于滤光片，使得采用光栅作为分光系统的生化分析仪检测结果更加准确。
3、检测器：检测器将光信号转换为电信号。理想的检测器应具有线性范围宽，噪声低，灵敏度高。全自动生化分析仪的检测器一般为光电倍增管或光电二极管。光电倍增管阴极材料的性质决定了其光谱灵敏度。光电倍增管在紫外—可见范围内有良好的灵敏度，它对弱光的灵敏度很高。但是，在光谱分析应用中，高灵敏度是用于测定低浓度物质的，为准确检测空白和样品间的微小差别，检测器在强信号时必须噪声低。光电二极管 (或光电二极管阵列) 广泛应用于全自动生化分析仪，是目前中高档生化分析仪采用的主流技术。光电二极管检测动态范围宽，作为固体元件比光电倍增管更耐用。早期的光电二极管在紫外区灵敏度较低，但该问题已克服，硅光电二极管的检测范围约是170nm~1100nm。
