Ha a fényforrásból kilépő keskeny fénynyaláb útjába üvegprizmát teszünk, akkor egy alkalmasan elhelyezett ernyőn megláthatjuk a fényforrásból kilépő fény színképét, vagy spektrumát.

A színképeket általában két nagy csoportba szokták sorolni:

I. kibocsátási (emissziós) színkép, amely fénykibocsátással jön létre. Megkülönböztetünk folytonos- és vonalas színképeket.

            Folytonos (emissziós), azaz olyan színképet, melynél a színek minden megszakítás nélkül mennek át egymásba, az izzó, szilárd és cseppfolyós testek adnak. Pl.: az izzólámpa fénye, illetve kisebb felbontásnál a Nap fénye.
            A vonalas (emissziós) színkép egyes különálló színes vonalakból áll. Ilyen színképet az izzó gázok és gőzök adnak. Pl.: a fénycső fénye.
            Elnyelési színképet akkor láthatunk, ha a folytonos színképű fényforrás fényét valamely anyagon (pl.: színes üvegen, gázon, folyadékon) átbocsátjuk, így a színképből hiányoznak a vizsgált anyag által elnyelt fénynek megfelelő hullámhosszak, emiatt a színképben sötét vonalakat figyelhetünk meg. Pl.: nagyobb felbontásnál a Nap színképében sötét, ún. Fraunhofer-féle vonalak láthatók, amelyek a Napot körülvevő, viszonylag hidegebb gázok abszorpciós színképvonalai.

            Minden kémiai elem meghatározott körülmények között az adott elemre jellemző színképet ad, s így általában egy fényforrás színképéből következtethetünk a fényforrásban levő anyagokra. Ezt a rendkívüli jelentőségű tényt Gustav Kirchhoff (1824-1887) és Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) német fizikusok ismerték fel 1859-ben, s ez a megállapítás jelentette a színképelemzés, vagy spektroszkópia tudományágának a megszületését. Ennek a módszernek az érzékenysége minden más elemző módszert felülmúl (pl.: 1 mg konyhasónak harminc milliomod része a nátriumot jellemző sárga csíkot még tisztán mutatja). Ezzel az eljárással több elemet is felfedeztek (pl.: rubídium, tallium, indium, gallium).
            A színképek vizuális tanulmányozására szolgáló készüléket spektroszkópnak nevezzük. Ennek az eszköznek a leglényegesebb része egy sárgaréz tartóra erősített üvegprizma, melynek egyik törőlapjára a megvizsgálandó fény sugarai az A cső, az ún. kollimátorcső végén levő, mérőcsavarral szabályozható szélességű résen át érkeznek. A kollimátorcső a nevét onnan kapta, hogy a cső egy gyűjtőlencsét tartalmaz, amely párhuzamosakká teszi a fénysugarakat, s így a prizmát már párhuzamos sugarak fogják elérni. A beérkező nyalábot a prizma felbontja, s a megtört sugarak B távcsőbe jutnak, amelynél az objektív és az okulár segítségével a nagyított színképet észleljük. A C cső, az ún. skálacső, amelynek az egyik végén - egy kicsiny lánggal megvilágítható - milliméterskála van. A skála képét a C cső másik végén levő gyűjtőlencse a prizmára, s ez ismét tükrözés által a B távcsőbe vetíti, s így a skála képét a színképpel együtt nagyítva, és egyszerre látjuk, ezáltal a színkép vonalainak helyét meg tudjuk határozni.

            A spektroszkóppal való tanórai kísérletekhez célszerű a vizsgálandó anyag gőzét előállítani. Ha a megvizsgálandó anyag könnyen elpárologtatható, akkor platinadrót végére helyezve, Bunsen-égő lángjában hevíthetjük. Ha a vizsgálandó anyag nehezen párolog (pl. fémek esetében), akkor a gőzeit elektromos szikra vagy ívfény segítségével állíthatjuk elő.