校准将仪器的原始信号转换为有意义的浓度值。基本原理是，在定义的范围内，响应 y 与浓度 x 成正比：y = m x + b。通过测量已知浓度的标准溶液并拟合数学模型到数据来建立校准函数。没有适当的校准，即使是最精密的仪器产生的数据价值也有限。

外标校准是最简单且最广泛使用的方法。制备一系列含有已知浓度分析物的标准溶液，其基体尽可能与样品匹配。将仪器响应与浓度作图，并使用得到的回归方程从测量响应计算未知浓度。此方法假设标准溶液和样品在仪器中表现相同，这需要仔细的基体匹配。

内标方法补偿仪器漂移、进样体积变化和基体效应。将已知量的化合物（内标物）——与分析物化学性质相似但样品中不存在——添加到每个标准溶液和样品中。使用分析物响应与内标物响应的比率进行校准。该比率有效抵消了同样影响两种物种的系统误差。内标标准化是色谱和ICP-MS中的标准做法。

标准加入法在基体效应严重且无法在校准标准溶液中复现时使用。将已知量的分析物直接添加到样品本身的等分试样中。将仪器响应与添加浓度作图，回归线的x截距给出原始分析物浓度（为负值）。标准加入法固有地考虑了基体效应，因为所有测量都在相同的样品基体中进行。其主要缺点是增加了样品分析时间。

线性动态范围是响应-浓度关系在可接受公差内保持线性的浓度区间。在此范围外工作存在高浓度饱和或低浓度信噪比差导致结果偏差的风险。多点校准（5–8个标准点）优于单点校准，因为它可以通过相关系数和残差图评估线性。当方差在浓度范围内不恒定（异方差性）时，推荐使用加权回归（1/x 或 1/x²）。必须通过独立的质量控制标准、空白测量以及在样品分析之间插入的持续校准检查来定期验证校准。