物質發射的光譜有三種，線狀光譜、帶狀光譜及連續光譜。線狀光譜系由原子或離子被激發而發射，因此只有當物質在離解成原子或離子時（一般氣態或高溫下）才發射線狀光譜。帶狀光譜系由分子被激發而發射，而連續光譜系由炙熱的固體或液體所發射。

　　在通常進行光譜分析所用的激發光源火焰、電弧或電火花的作用下，分析的物質處在高溫的氣態下，一般都離解為原子或離子，因而被激發后發射的是線狀光譜。所以光譜分析所利用的是線狀光譜中的譜線，并且所得結果只能給出組成元素的種類及含量，而不顯示物質的分子結構。

　　每一種元素的原子被激發后，可以產生一組其特征的光譜，而特征光譜的出現就能證明此種元素在輻射源中存在，原子或離子被激發而產生十數萬條光譜的譜線已經測定它們的波長。由于測定波長能達很高的準確度，光譜中的大部分譜線都可以無誤地確定其由哪一種元素產生。所以光源定性分析是很可靠的辦法，即靈敏、快速又簡單。周期表上約七十個元素，可以用光譜方法，較容易地定性測定。

　　物質發射的光譜需用分光儀器進行觀測。分光儀器需有三個元件：狹縫、能將不同波長的光按波長分開和排列成序的三棱鏡或光柵和能聚焦成像以形成譜線的光學系統（譜線即為狹縫的像）。