Auger elektronska spektroskopija (AES) često se koristi za određivanje kemijskog sastava tankog, mikroskopskog sloja površine. Čestice koje se nazivaju elektroni obično su usmjerene na materijal, pokrećući Augerov učinak, u kojem se uklanja elektron iz unutarnje ljuske atoma, na njegovo mjesto dolazi čestica više razine i emitira se drugi elektron. Provedeno u ultra-visokom vakuumu, testiranje se obično provodi s elektronskim pištoljem, analizatorom, detektorom i snimačem podataka. Informacije se obično analiziraju grafički; priroda pikova obično pomaže identificirati koji su spojevi prisutni u uzorku.
Često se koriste snopovi elektrona, iako se umjesto njih ponekad oslobađaju x-zrake. Vrsta materijala koji se ispituje određuje koji se koristi; oksidi, na primjer, mogu se razgraditi ako su izloženi visokim razinama elektrona. Tvari se mogu identificirati jer je energija Augerovog elektrona tipično jedinstvena za element. U Augerovoj elektronskoj spektroskopiji, čestice koje izlaze općenito nisu tako energične kao druge. Općenito, moraju biti vrlo blizu površine kako bi mogli pobjeći, a svi plinovi prisutni tijekom AES-a mogu spriječiti česticu da dođe do detektora.
Elektronski top koji se koristi u Augerovoj elektronskoj spektroskopiji obično se sastoji od izvora za čestice i leće koja fokusira snop. Leća može biti elektrostatička ili elektromagnetska; koji se koristi ovisi o potrebnoj razlučivosti. Analizator energije elektrona koji je dio tehnike Augerove elektronske spektroskopije može razvrstati emitirane čestice prema njihovim energetskim razinama. Analizator može biti oblikovan kao cilindrično zrcalo ili kao dvije hemisferične koncentrične školjke.
Jednokanalni ili višekanalni detektori često se koriste za Augerovu elektronsku spektroskopiju. Podaci se zatim analiziraju skupovima vrhova na grafu. Skeniranje obično traje nekoliko minuta, dok mjerenja visoke razlučivosti mogu potrajati i do 25 minuta. Skeniranje ankete obično identificira koji su elementi prisutni, dok drugo skeniranje može reći koliko su koncentrirani određeni atomi. Ako se snop skenira po uzorku, tada se može izraditi karta izmjerene površine.
Znanost Auger elektronske spektroskopije često se koristi u mnogim aplikacijama u fizici i kemiji. Osim za identifikaciju elemenata na površinama, može se koristiti i za otkrivanje oksidacije i korozije. Temperaturni odgovor i s njim povezan umor mogu se analizirati pomoću AES-a. Tehnika se također može koristiti za provjeru zagađivača u integriranim krugovima, ali ograničenje procesa je da često dolazi do oštećenja površine testiranog materijala.