특정 광학 장치, 예를 들면 프리ズム, 그레이팅 등을 통해 한 광선을 서로 다른 파장 길이의 광선으로 분리할 수 있으며, 그로 인해 생긴 패턴을 스펙트럼이라고 합니다. 자연에서 가장 흔히 볼 수 있는 스펙트럼은 비가 내린 후의 무지개입니다. 스펙트럼을 최초로 세심하게 관찰하고 분석한 사람은 뉴턴이었습니다. 그는 프리즈姆을 사용하여 태양의 스펙트럼을 얻었습니다. 이후 물리학자들과 천문학자들은 태양 스펙트럼과 별 스펙트럼을 대규모로 분류하고 연구하였으며, 몇몇 기본적인 스펙트럼 지식을 습득했습니다. 스펙트럼의 특정 위치에는 특정 선, 즉 스펙트럼 선이 생기는데, 이는 별들이 함유한 원소와 그 원소의 농도, 이온화 상태와 관련되어 있습니다. 이를 바탕으로 천문학자들은 별 스펙트럼을 연구함으로써 별들의 구성 요소를 이해하기 시작했으며, 그들의 구성 비율도 결정했습니다.
스펙트럼 분류 및 별 대기체 모형에 대한 이해가 더 깊어지면서, 스펙트럼은 별 구조 및 진화에 관해 연구하는 데 사용되기 시작했습니다. 20세기 60년대, 컴퓨터의 널리 보급과 함께, 과학자들은 더 자세히 아스트로피지학의 방출 메커니즘을 이해하기 시작했습니다. 천문학자들은 실제 관찰된 스펙트럼과 서로 다른 방출 모형을 통해 계산된 스펙트럼을 비교하여 스펙트럼 뒤에 숨겨진 정보를 추정했습니다. 예를 들어, 초신성 잔해의 스펙트럼을 통해 그 초신성 잔해가 어떤 진화 단계에 있는지 판단할 수 있고, 원성 시스템의 적외선 스펙트럼을 통해 원성의 성장 단계를 추정하고 별들이 어떻게 태어나는지 연구할 수 있습니다.
천체의 스펙트럼을 얻는 것은 천문학에서 분광이라고 불립니다. 망원경의 개구부가 점점 더 커지고 분광 장비가 더 발전함에 따라, 지금은 전파, 적외선, 가시광선에서부터 고에너지 감마선에 이르는 모든 파장 길이에서 분광 관찰이 가능해졌습니다. 그로 인해 우리는 우주의 더 많은 비밀을 알게 될 것입니다.