小中大OES常用光源包括化学火焰、稀薄气体放电（格林纳姆灯）、空心印极放电、交直流电弧、火花放电、感耦等离子体放电（ICP）、微波诱导等离子体（MIP）等。
普通化学火焰的温度较低，原子化效率及激发能力较弱，只适用于一些易激发元素的分析。
稀薄气体放电和空心阴极放电光源只适合金属样品的逐层分析，不适用于液体样品，其原子化效率较低，因此灵敏度不高，并且分析时需要抽真空，操作较繁琐。
交直流电弧光源一般也只用于金属样品分析，因为其电极温度较高，因此原子化效率较高，具有较高的分析灵敏度。但因为只对样品的一个很小区域，因此其重复性较差，并且其辐射光谱中以原子谱线为主，自吸效应较大，导致线性范围不宽。
火花光谱即可用于分析金属样品，也可用于分析液体样品，例如转盘电极火花光源就是分析液体样品的常用装置。这种光源的性质变化范围很广，可以十分接近交流电弧，也可以明显区别于后者。区别于电弧光源的火花光源，其原子化效率相对较低，但重复率较好，且辐射光谱中以离子线为主，自吸效应不强。
ICP光源的原子化效率和激发能量都很高，光源辐射中谱线十分丰富，是目前分析性能最好的原子发射光谱光源。
MIP光源能量较低，其炬焰温度仅略高于火焰，因此原子化能力较弱，灵敏度不高。但是光源的激发能力较强，能够观察到普通火焰中无法观察的谱线。是一种ICP的低成本替换技术。
