人類借助光認知有兩種方式：一是光學成像，二是光譜分析。光學成像可以看到物質的形狀、尺寸等外在信息；地球上所知的元素及其它們的化合物都有自己的特征光譜線，光譜分析可以獲得物質成分信息，幫助我們看清事物的本質。

每種原子都有自己的特征譜線，可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成，這種方法叫做光譜分析。光譜分析非常靈敏而且迅速，可以利用發射光譜，也模擬的自然光光譜圖案可以利用吸收光譜。

測量光譜特性方便的裝置是光譜儀，光譜儀的應用很廣，在農業、天文、汽車、生物、化學、鍍膜、色度計量、環境檢測、薄膜工業、食品、印刷、造紙、拉曼光譜、半導體工業、成分檢測、顏色混合及匹配、生物醫學應用、熒光測量、寶石成分檢測、氧濃度傳感器、真空室鍍膜過程監控、薄膜厚度測量、LED測量、發射光譜測量、紫外/可見吸收光譜測量、顏色測量等領域都在發揮著的作用。