光谱，全称为光学频谱，是复色光通过色散系统（如光栅、棱镜）进行分光后，依照光的波长（或频率）的大小顺次排列形成的图案。
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| 光谱 |
光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人眼及大脑能区别的所有颜色，譬如褐色和粉红色。条目颜色解释了这种现象的原因。光波是由原子内部运动的电子产生的，各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同，研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科——光谱学。
复色光中有着各种波长（或频率）的光，这些光在介质中有着不同的折射率。因此，光谱当复色光通过具有一定几何外形的介质（如三棱镜）之后，波长不同的光线会因出射角的不同而发生色散现象，投映出连续的或不连续的彩色光带。
日光被三棱镜分色这个原理亦被应用于著名的太阳光的色散实验。太阳光呈现白色，当它通过三棱镜折射后，将形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺次连续分布的彩色光谱，覆盖了大约在390到770纳米的可见光区。历史上，这一实验由英国科学家艾萨克·牛顿爵士于1665年完成，使得人们第一次接触到了光的客观的和定量的。
发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱，发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱。
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱，明线光谱中的亮线叫做谱线，各条谱线对应于不同波长的光，稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱，明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱。
观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱。
实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱，就是几种元素的明线光谱，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线，利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构。
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| 光谱 |
吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。例如，让弧光灯发出的白光通过温度较低的钠气（在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气），然后用分光镜来观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线，这就是钠原子的吸收光谱，值得注意的是，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应，这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光，因此，吸收光谱中的谱线（暗线），也是原子的特征谱线，只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少。