发射光谱是当一个元素被激发（加热）时，在相对于电磁辐射的每一个频率中，某些频率的辐射强度增加的现象。
当化学元素中的电子被激发时，它会跃迁至能量较高的轨道上，而当这个电子离开激态，返回低能量的轨道时，能量会被再辐射出来，分离出来的发射谱线就是所提到的波长。注意，辐射的谱线频率会比原来的频率宽一些，这是谱线致宽的效应。
这个项目虽然经常提到可见光的发射光谱，但实际上它存在于整个的电磁频谱，从低能量的无线电波到高能量的γ射线都有。
发射光谱可以用来确定材料的组成，因为在周期表上的每一种化学元素都有各自不同的发射光谱。例如，分析接收到的光谱可以确认恒星的组成。
当光线通过冷且稀薄的气体物质会产生吸收光谱，在气体中的原子会吸收特定的频率，当他们再辐射出来时不会遵循原来被吸收光子的方向前行进，在原先的光谱上形成暗线（光线被吸收）。由被激发的原子辐射出来的光，不会朝向观测者，因此这条谱线会从原来的连续光谱中消失。
