Elektromagnetni spekter, katerega del je svetloba, je neprekinjena porazdelitev valovnih dolžin, ki segajo od ultravijoličnega do infrardečega sevanja. Ko elektromagnetno sevanje v obliki svetlobe prehaja skozi material, nekatere njegove dele medij absorbira ali oddaja. Pri opazovanju te svetlobe skozi spektroskop se ti deli pojavijo kot linijski spekter – bodisi svetlo obarvane emisijske črte na temnem ozadju ali temne absorpcijske črte na svetlem ozadju.
Ko bela svetloba prehaja skozi difrakcijsko rešetko, se pojavi neprekinjen spekter svetlobe. Difrakcijska rešetka je ločila svetlobo na različne valovne dolžine, od vijolične do rdeče, v vidnem območju. Ta neprekinjen spekter oddajajo žareče trdne snovi, tekočine in plini pod visokim tlakom. Dva najbolj znana primera tega sta bela svetloba skozi prizmo in skozi vodne kapljice, ki naredi mavrico.
Obstajata dve vrsti linijskega spektra: emisijski spekter in absorpcijski spekter. Prvi se imenuje tudi svetel linijski spekter in je sestavljen iz nekaj svetlo obarvanih črt na temnem ozadju. Vsaka vrstica predstavlja edinstveno valovno dolžino in celotna stvar je edinstvena za ta določen element. Te linije se oddajajo, ko je nizkotlačni plin v stiku z električnim razelektritvijo.
Temni spekter ali absorpcijski spekter je ravno nasprotno – namesto svetlih črt na vsaki valovni dolžini na temnem ozadju ima absorpcijski spekter temne črte na ustreznih valovnih dolžinah na neprekinjenem ozadju. Ta rezultat je glavni poudarek absorpcijske spektroskopije in nastane s prehajanjem svetlobe skozi plin elementa, ki ga je treba analizirati.
Fizik Niels Bohr je leta 1913 predstavil svojo idejo, zakaj ima atomski spekter značilnosti in lastnosti, ki jih ima. Da bi to naredil, je Bohr teoretiziral svoj model atoma, ki se zdaj imenuje Bohrov model. Predpostavlja, da lahko elektroni obstajajo le v diskretnih orbitah okoli jedra in da so le določene orbite stabilne, kar pomeni, da elektron ne oddaja sevanja. Sevanje pa se oddaja, ko se elektron premakne iz orbite z višjo energijo v nižjo orbito.
Spektroskopija je analiza tega pojava z uporabo stroja, imenovanega spektroskop. Nobena dva elementa ne oddaja ali absorbira popolnoma enakega linijskega spektra, zato je mogoče ta opazovanja uporabiti za določanje elementov v vzorcu. Kot rezultat, so astronomi začeli svoje spektroskope obračati na zvezde, da bi določili njihovo sestavo in sestavo katerega koli medzvezdnega medija med določeno zvezdo in Zemljo.