Uno spettroscopio separa la luce nelle sue lunghezze d'onda componenti utilizzando un prisma o un reticolo di diffrazione. Quando la luce passa attraverso un prisma, viene rifratta, o piegata, ad angoli diversi a seconda della sua lunghezza d'onda. Le lunghezze d'onda più corte, come la luce blu e viola, vengono rifratte maggiormente rispetto alle lunghezze d'onda più lunghe, come la luce rossa e arancione. Ciò fa sì che la luce si diffonda in uno spettro di colori.

Un reticolo di diffrazione funziona in modo simile, ma invece di utilizzare un prisma, utilizza una serie di fenditure parallele. Quando la luce passa attraverso un reticolo di diffrazione, viene diffratta, o diffusa, in uno spettro di colori. Il reticolo di diffrazione produce uno spettro più preciso di un prisma perché diffonde la luce in una gamma più ampia di lunghezze d'onda.

Gli spettroscopi vengono utilizzati per studiare la composizione della luce proveniente dalle stelle e da altri oggetti astronomici. Vengono utilizzati anche per studiare la composizione dei materiali sulla Terra, come minerali e sostanze chimiche.