早在17世紀，牛頓就發現了日光通過三棱鏡后的色散現象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。
光譜是電磁輻射(不論是在可見光區域還是在不可見光區域)的波長成分和強度分布的記錄。有時只是波長成分的記錄。
定義：物體發光直接產生的光譜叫做發射光譜。
分類：發射光譜可分為兩類：連續光譜和明線光譜。
連續分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續光譜。熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜。 例如白熾燈絲發出的光、燭焰、熾熱的鋼水發出的光都形成連續光譜。
只含有一些不連續的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態的原子發射的，所以也叫原子的光譜。 實踐證明，原子不同，發射的明線光譜也不同，每種原子只能發出具有本身特征的某些波長的光，因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。
高溫物體發出的白光(其中包含連續分布的一切波長的光)通過物質時，某些波長的光被物質吸收后產生的光譜，叫做吸收光譜。
各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發射光譜中的一條明線相對應。這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。
由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定的化學組成。這種方法叫做光譜分析。
原子光譜的不連續性反映出原子結構的不連續性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結構。
氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。
盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實驗。但是。經典物理學既無法解釋原子的穩定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。
按經典物理學電子繞核旋轉，做加速運動，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。但事實上原子是個穩定的系統。
軌道及轉動頻率不斷變化，輻射電磁波頻率也是連續的， 原子光譜應是連續的光譜。而實際上看到的是分立的線狀譜。