基于色散、吸收和散射等现象，通过对这些现象的处理和分析，得到与被分析物质有关的特定光谱。光和物质相互作用后，其光谱会在某个光谱范围或者是某个特定波长发生变化，根据光谱的变化就可以定性或定量地分析物质的特性。如经典光谱仪是建立在空间色散原理上的仪器，狭缝光谱仪器利用色散组件的分光作用，将复色光分解成一系列独立的单色光，然后进行测量和计算。新型光谱仪是建立在调制原理上的仪器，采用全光谱同步探测方式，不必移动光栅即可完成对光谱的扫描，瞬态采集数据，然后实时输出。