La lumière que nous percevons comme blanche est en réalité composée de différentes couleurs, correspondant chacune à une longueur d'onde précise. Lorsque cette lumière blanche passe à travers un prisme, elle est décomposée en un spectre de couleurs allant du violet au rouge. Cela s'explique par le fait que chaque couleur se réfracte à un angle différent en fonction de sa longueur d'onde.

Le spectre visible est la partie du spectre électromagnétique que l'œil humain peut percevoir. Lorsqu'une source lumineuse émet de la lumière, elle peut avoir un spectre continu ou un spectre de raies, selon la nature de la source. Les spectres continus, typiques des solides chauds comme le soleil, contiennent toutes les longueurs d'onde sans interruption perceptible. En revanche, les spectres de raies émis par des gaz sous haute tension ou chauffés ne comportent que certaines longueurs d'onde spécifiques, correspondant à des transitions d'énergie précises des atomes du gaz.

Les spectres d'émission sont produits par des atomes ou des molécules qui émettent de la lumière à différentes longueurs d'onde lorsqu'ils sont excités. Chaque élément chimique possède un spectre d'émission unique qui peut être utilisé pour identifier la présence de cet élément dans une source lumineuse. Par exemple, le spectre d'émission de l'hydrogène est très distinctif, avec des raies visibles dans le rouge, le bleu, et le violet. Ceci est un outil puissant en astrophysique pour déterminer la composition des étoiles et autres objets célestes.

La spectroscopie permet d'analyser la composition chimique des substances à distance par l'étude de leurs spectres. En astrophysique, elle est utilisée pour déterminer la composition chimique des étoiles et des galaxies. Dans les laboratoires, elle permet aussi d'identifier des substances chimiques et peut être utilisée en médecine pour des diagnostics précis.