Mentre altri avevano già osservato il fenomeno, Bunsen e Kirchhoff erano i primi a studiarlo e analizzarlo sistematicamente. Hanno sviluppato lo spettroscopio , un dispositivo che ha permesso loro di separare le diverse lunghezze d'onda della luce emesse da elementi riscaldati. Ciò li ha portati a identificare le linee spettrali uniche prodotte da vari elementi, gettando le basi per il campo della spettroscopia .
Mentre Bunsen e Kirchhoff sono attribuiti alla scoperta, altri ricercatori come William Hyde Wollaston e Joseph von Fraunhofer aveva fatto precedenti osservazioni relative agli spettri di emissione atomica. Wollaston osservò le linee oscure nello spettro solare nel 1802 e Fraunhofer catalogò queste linee in dettaglio nel 1814. Tuttavia, furono Bunsen e Kirchhoff che furono in grado di collegare queste linee a elementi specifici e sviluppare la struttura teorica per la spettroscopia.
