第一臺近紅外光譜儀的分光系統(50年代后期)是濾光片分光系統，測量樣品必須預先干燥，使其水分含量小于15%，然后樣品經磨碎，使其粒徑小于1毫米，并裝樣品池。此類儀器只能在單一或少數幾個波長下測定(非連續波長)，靈活性差，而且波長穩定性、重現性差，如樣品的基體發生變化，往往會引起較大的測量誤差!“濾光片”被稱為第一代分光技術。
70年代中期至80年代，光柵掃描分光系統開始應用，但存在以下不足：掃描速度慢、波長重現性差，內部移動部件多。此類儀器最大的弱點是光柵或反光鏡的機械軸長時間連續使用容易磨損，影響波長的精度和重現性，不適合作為過程分析儀器使用。“光柵”被稱為第二代分光技術。
80年代中后期至90年代中前期，應用“傅立葉變換”分光系統，但是由于干涉計中動鏡的存在，儀器的在線可靠性受到限制，特別是對儀器的使用和放置環境有嚴格要求，比如室溫、濕度、雜散光、震動等。“傅立葉變換”被稱為第三代分光技術。
90年代中期，開始有了應用二極管陣列技術的近紅外光譜儀，這種近紅外光譜儀采用固定光柵掃描方式，儀器的波長范圍和分辨率有限，波長通常不超過1750nm。由于該波段檢測到的主要是樣品的三級和四級倍頻，樣品的摩爾吸收系數較低，因而需要的光程往往較長。“二極管陣列”被稱為第四代分光技術。
90年代末，來自航天技術的“聲光可調濾光器”(縮寫為AOTF)技術的問世，被認為是“90年代近紅外光譜儀最突出的進展”， AOTF是利用超聲波與特定的晶體作用而產生分光的光電器件，與通常的單色器相比，采用聲光調制即通過超聲射頻的變化實現光譜掃描，光學系統無移動性部件，波長切換快、重現性好，程序化的波長控制使得這種儀器的應用具有更大的靈活性，尤其是外部防塵和內置的溫、濕度集成控制裝置，大大提高了儀器的環境適應性，加之全固態集成設計產生優異的避震性能，使其近年來在工業在線和現場(室外)分析中得到越來越廣泛的應用，“聲光可調濾光器”被稱為第五代分光技術。
近紅外光譜技術之所以能在短短的10多年內，在眾多領域得到應用，進而在數據處理及儀器制造方面有如此迅速的發展，主要因為它在有機化合物的分析測定中有以下獨特的優越性。
1.很多物質在近紅外區域的吸收系數小，使分析過程變得簡單：
作為分子振動能級躍遷產生的吸收光譜，近紅外區域的倍頻或合頻吸收系數很小，一般較紅外基頻吸收低1~3個數量級，所以樣品無需稀釋即可直接測定，便于生產過程的實時測定。
2.適用于漫反射技術：
近紅外區內光散射效應大，且穿透深度大，使得近紅外光譜技術可以用于漫反射技術對樣品直接測定。
3.近紅外光可以在玻璃或石英介質中穿透：
近紅外區的波長短，不被玻璃或石英介質所吸收。因而可以透過容器直接對樣品進行測定。
更重要的是使一般玻璃光纖或石英光纖可以用于近紅外光譜技術，進而使傳統的近紅外光譜
技術擴展到了工業生產過程分析及有毒有害情況下的在線檢測。
4.操作費用低：
樣品不需要預處理，操作費用低，儀器的高度自動化同時降低了對操作者的技能要求。
5.可以用于樣品的定性，也可以得到精度很高的定量結果：
采用多元校正方法及一組已知的同類樣品所建立的定量模型，可以快速得到相對誤差小于0.5%的測定結果;定性分析采用識別分析程序，先取得一組已知樣品的吸光度分布模型，再測得待定性樣品在不同波長下的吸光度分布，用聚類原理確定樣品是否屬于已有的模型，即這一類已知的樣品。
6.不破壞樣品，不使用試劑，故不污染環境：
近紅外光譜分析只是取得樣品的光譜信號，有時可以在原容器內直接測量，因而不需要其他試劑，測試過程不會產生任何污染。
7.測試速度快：
近紅外光譜的信息必須由計算機進行數據處理及統計分析，一般一個樣品取得光譜數據后可以立刻得到定性或定量分析結果，整個過程可以在不到2min內完。
近紅外光譜技術的另一個特點是通過1張光譜可以計算出樣品的多種組成或性質數據。
8.不適合痕量分析及分散性樣品的分析：前者是技術原因，后者是經濟原因。
