文物保护

拉曼

拉曼光谱法可以鉴定颜料（比如制造颜料的矿物），而结合高度可靠的微点拉曼显微镜，它还可以鉴定单根纤维的色料（参见Marco Leona的文章）。拉曼光谱仪还可通过显微镜的XY平台“扫描”一个区域从而对该区域进行成像。

许多情况下，颜料结构的变化（比如因为氧化）会导致颜色完全发生变化，比如汞基颜料老化的过程中从红色变成褐色。这个问题在先前的修复是用赭石基褐色颜料而非原本的红色涂抹该区域时尤其突出。

自然历史

自然历史收藏品面临的其他问题遇到手持式XRF迎刃而解。过去，用于保存动物毛皮和标本的许多化学物质都含铅、砷、汞和镉等有害元素。这些物质会被释放到空气中或在游客触摸物品时转移到游客身上。它们也会影响保管人员和文物保护者的健康。用手持式XRF可以现场检测这些物品。把手持式XRF放在三脚架上，再借助与之相连的PC，分析人员可以快速识别出可能的危险元素。此外，手持式XRF也很容易对在奥克拉荷马州发现的传家宝如野牛头进行准确可靠的检测。

元素、涂层和比较

结合元素谱图和涂层信息，再把原始颜料与替代颜料相比较，文物保护者可以选择最好的方法来保护文物。

成像

使用区域成像技术，上述方法可以用于分析一个很小的点，拉曼光谱仪可以小到几微米，XRF可以小到25-70微米。便携式微区XRF BRUKER ARTAX可对画作进行现场分析，而光束更小的M4 TORNADO可对能够放入仪器大的样品室里的样品进行分析。M4曾被用于对德国莱比锡美术博物馆的一幅油画背面进行成像，同样是在这里，画家Max Klinger的另一件未完成的画作是用微区XRF发现的。