Для отримання вільних атомів використовують різні атомізатори.
Атомізатор призначений для випаровування проби і для розкладу молекул речовини на атоми. Найбільш розповсюдженим є полум'я та графітова піч, в якій атомізація відбувається за допомогою нагрівання проби електричним струмом, у полум'ї аналізують тільки розчини, які вводяться у вигляді аерозоля. У графітових печах аналізують як розчини, так і тверді речовини.
Основні етапи атомізації у полум'ї:
1. Випаровування розчинника і утворення твердих частинок сухого залишку.
2. Сплавлення цього сухого залишку.
3. Випаровування або сублімація сухого залишку.
4. Розпад молекул на атоми.
На концентрування вільних атомів впливає склад проби та інші компоненти проби, які можуть утворювати з цими атомами тугоплавкі, або важкодисоційовані сполуки.
В ААС аналітичний сигнал отримують від незбуджених атомів, тому для атомізації беруть такі джерела, енергії яких вистачає для розкладу речовини на атоми і не вистачає для збудження цих атомів. Кількість збуджених атомів в атомно-абсорбційному аналізі повинна бути в межах 0,02-0,1%. Цим вимогам задовольняють полуменеві та електротермічні атомізатори, в яких використовується теплова енергія. Перед атомізацією зразок переводять в розчин.