将光谱学的原理和方法用于天体光谱，以确定天体的物理性质和化学组成的分析法。天体光谱分析包括定性分析和定量分析两种。定性分析的主要任务是谱线证认，也就是说，确认天体光谱中的谱线是哪些化学元素产生的。定性分析的关键是准确地测定谱线的波长。为此，在获得天体光谱的同时获得实验室光源的比较光谱（常用铁弧光谱 、钍氩光谱等）。将比较光谱中已知波长的谱线的位置同天体光谱中谱线的位置进行比较，便可确定天体光谱中谱线的波长，从而证认出天体谱线的化学元素。定量分析包括对天体的连续光谱的测量和对谱线的测量。前者指测量天体连续光谱在各个波长处的强度，获得连续光谱的能量分布。后者指测量谱线内各波长处的强度，得到谱线的等值宽度或谱线轮廓。当然，定量分析也包含测量谱线的波长，进行谱线的证认。连续光谱的能量分布、谱线的波长、等值宽度、谱线轮廓等依赖于天体的物理性质和运动状况。通过对这些量的测量可以推断出天体的性质，如温度、密度、压力、运动状况等。
光谱:复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,按波长(或频率)的大小依次排列的图案。例如,太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱。