Sok környezeti alkalmazás követeli meg a részecskékből álló anyag kvantitatív jellemzését. Két fő megközelítése van a részecskékből álló anyag elemzésének: tömbi és egyedi részecskés analízis. Tömbi módszereket alkalmazva csupán a nagyszámú részecskét tartalmazó, heterogén összetételű minta átlagos összetételéről nyerhetünk információt. Ezek a minták azonban különböző típusú részecskék heterogén keverékei, ezért az átlagos összetétel és az átlagos átmérő nem elegendő a mintában lévő részecskék eloszlásának leírásához. Környezeti szempontból releváns információt a környezeti részecskék (XRF-méréstechnikával leginkább vizsgáltak: aeroszolok, talaj és üledékek) forrásairól csak úgy kaphatunk, ha a pontos összetételi információ áll rendelkezésünkre mind a főkomponensekről, mind a kis- és nyomkoncentrációban jelenlevő elemekről is. Egyedi mikroszkopikus részecskék fő elemi összetétele a kisrendszámú (Z < 11) elemeket is beleértve kvantitatívan meghatározható elektronsugaras mikroanalízissel [101, 102]. A fő elemi összetétel alapján azonban a természetes és antropogén részecskék nem azonosíthatók egyértelműen (pl. talajeredetű és pernyerészecskék a légköri aeroszolban), hiszen többnyire szilikát vagy kalcium-karbonát, esetleg kalcium-szulfát mellett csak nyomösszetevőikben különböznek. Az EPMA a nyomösszetevők meghatározására kis érzékenysége miatt nem alkalmas. A kis koncentrációjú elemek µ-PIXE módszerrel is meghatározhatók, de teljesen kvantitatív eredmények eléréséhez más módszerekkel kell kombinálni [103]. Egyedi mikroszkopikus részecskék elemanalíziséhez – kis koncentrációjú és nyomelemek esetén – mennyiségi meghatározás lehetőségét is ígérő hatékony módszer a diffrakciós röntgencsövön vagy szinkrotronforráson alapuló mikronyalábos XRF [104].