Photoelektronenspektroskopie basiert auf dem photoelektrischen Effekt: Durch Bestrahlung mit Photonen werden Elektronen emittiert, deren Bindungsenergie spektral analysiert wird. XPS und UPS liefern elementare Zusammensetzung, chemische Zustände, Valenzbandstruktur und Oberflächenkontamination mit extrem hoher Oberflächensensitivität. In der Werkstoffwissenschaft ist sie essenziell zur Charakterisierung von Oxidschichten, Dünnfilmen, Grenzflächen, Dotierungen und funktionellen Oberflächen.