早在1664年,牛顿就发现一束细小的太阳光在通过三棱镜后会分解成像彩虹那用的连续光带。牛顿把这种彩色的光带叫做光谱。到19世纪初,英国物理学家威廉·渥拉斯顿(William Wollaston)发现,太阳光的连续光谱带其实并不是真正连续的,而是带有许许许多多的暗线条。以后德国物理学家约瑟夫·冯·福隆霍弗(Josheph von Fraunhoffer)进一步精确记录了数百条这种暗线的位置。1859年德国物理学家古斯塔夫·罗伯特·克基霍夫(Gustav R. Kirchhoff)又发现,把某些物质放在火焰中灼烧时,火焰会呈现特定的颜色。如果把这种色光也用三棱镜进行分解,就会发现它的光谱仅由几条特定的亮线条组成,而这些亮线条的位置与太阳光谱中暗线条的位置完全重合。克基霍夫据此断定,这些光谱线的位置是组成物质的原子的基本性质。基于这一原理,他在1861与德国化学家罗伯特·本生(Robert Bunsen)合作,第一次对太阳大气的化学组成进行了系统化的研究。这些光谱中暗线和亮线,被称为原子吸收光谱和发射光谱。利用光谱知识来确定物质的化学组成的方法,也发展成了一门重要的学科——光谱分析学。