單色儀與光譜攝譜儀的結構相似，為從寬波段的輻射束中分離出一系列狹窄波段的電磁輻射。它以出射狹縫取代攝譜儀焦面上的感光板。有棱鏡單色儀和光柵單色儀。
其中光柵單色儀比較應用廣泛。在科研、生產、質控等環節。無論是穿透吸收光譜，還是熒光光譜，拉曼光譜，如何獲得單波長輻射是不可缺少的手段。由于現代單色儀可具有很寬的光譜范圍（UV -IR），高光譜分辨率（到0.001nm）,自動波長掃描，完整的電腦控制功能極易與其他周邊設備融合為高性能自動測試系統，使用電腦自動掃描多光柵單色儀已成為光譜研究的首選。
當一束復合光線進入單色儀的入射狹縫，首先由光學準直鏡匯聚成平行光，再通過衍射光柵色散為分開的波長（顏色）。利用每個波長離開光柵的角度不同，由聚焦反射鏡再成像出射狹縫。通過電腦控制可精確地改變出射波長。