不同颜色的光表明它的波长不同。从短波的紫外光到长波的红外光组成全部可见光。按照波长分开而排列的一系列不同波长的光就组成所谓光谱。 物质能发射光谱，物质对光具有吸收散射等作用，这些现象都可以用来作物质的测定。
通常，进行光谱分析所用的激发光源是火焰、电弧或火花，在光源的作用下，分析物质处在高温气态中，一般离解为原子或离子，激发后发射的是线状光谱。所以光谱分析所利用的是线状光谱中的谱线。并且所得出结果只能给出组成物质的元素种类及含量，而不是物质的分子构造。
每一种元素的原子被激发后，都可以产生一组其特征光谱，而特征光谱的出现就能证明此种元素在辐射源中存在。原子或离子被激发而产生的数万条光谱的谱线已经被测定了它的波长。由于测定波长能达到很高的准确度，光谱中的大部分谱线都可以准确无误地确定其由哪一种元素产生，所以光谱作定性分析是十分可靠的方法，既灵敏、快速，又简单。
当样品中某一元素的含量不太高时，该元素发射的光谱谱线的强度与它的含量成正比。这个关系成为光谱定量分析的基础，并使光谱定量分析成为非常方便的方法。光谱定量分析比化学分析快，并且用较少的样品即可进行。
物质发射的光谱须用分光器进行。分光器须有三个元件：入射狭缝，将不同波长的光按波长分开和排列成行的光栅，以及能聚焦成像以形成谱线的出射狭缝（谱线即为狭缝的像）。
谱线落在焦面上，可用感光板摄取，或用目镜观察（对于可见光），或用一出射狭缝接收（使其与近旁其他谱线区分）。其中一种方式为摄谱仪，其次一种方式则为看谱镜，而第三种则为单色仪如在许多谱线处装上出射狭缝，并在出射狭缝后面设置光电接收装置（光电倍增管），即成为光电直读光谱仪。
