Φασματοσκοπία είναι η μελέτη του φωτός ως συνάρτηση του μήκους του κύματος που έχει εκπεμφθεί, ανακλαστεί ή διαπεραστεί από ένα στερεό, υγρό ή αέριο. Για να αναλυθεί η χημική ουσία θερμαίνεται, επειδή τα θερμά πράγματα λάμπουν και κάθε χημική ουσία λάμπει διαφορετικά. Τα διάφορα μήκη κύματος της λάμψης συνθέτουν ένα χρωματικό φάσμα που διαφέρει σε κάποιες λεπτομέρειες από άλλες χημικές ουσίες. Η φασματοσκοπία διαχωρίζει και μετρά τη φωτεινότητα των διαφορετικών μηκών κύματος. Μπορεί να αναγνωρίσει τις χημικές ουσίες σε ένα μείγμα και να προσδιορίσει κάποια άλλα πράγματα, όπως το πόσο καυτό είναι το πράγμα.

Η φασματοσκοπία επιτρέπει στους επιστήμονες να ερευνούν και να εξερευνούν πράγματα που είναι πολύ μικρά για να τα δουν με το μικροσκόπιο, όπως τα μόρια και τα ακόμη μικρότερα υποατομικά σωματίδια, όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια. Υπάρχουν ειδικά όργανα για τη μέτρηση και την ανάλυση αυτών των φωτεινών κυμάτων.