Spektral analiz, malzemenin elektromanyetik enerji ile etkileşimlerine dayanarak maddenin özelliklerini ölçer ve analiz eder. Kimya ve fizikte, bu işlem spektroskopi olarak bilinir. Spektroskopi, gök cisimlerinin kimyasal bileşimini belirlemede kullanıldığı astronomide özel bir kullanım alanıdır.
Görünür ışık, manyetik rezonans, kızılötesi radyasyon, X ışınları, gama radyasyonu ve ultraviyole radyasyon tüm spektroskopi unsurlarıdır. Madde ile bu farklı ışık türleri arasındaki etkileşimi incelemek, madde ile ilgili farklı özellikleri ortaya koymaktadır. Araştırmacılar farklı türdeki maddeleri saptamak için spektroskopiyi kullanırlar. Gökbilimciler görünür ışık yaymayan nesneleri görmek için spektroskopiye güveniyorlar.
Spektroskopi çalışır çünkü farklı kimyasal bağlar radyasyona maruz kaldıklarında farklı dalga boylarında titreşirler. Bilim adamları, analiz edilen maddenin kimyasal yapısını belirlemek için titreşim modelini inceler. Bir spektroskop, araştırmacıların bu kalıbı görüntülemek için kullandıkları araçtır.
Astronomide kullanımına ek olarak, spektroskopi kuantum ve yüksek enerjili fizik, kristalografi, lazer ve maser teknolojisinde ve maruz kalan ahşabın yaşını ve havasını belirlemede değerli bir araçtır. Moleküler spektroskopi, lazerin gelişmesine yol açan teknolojidir. Hidrojenin spektroskopik analizi, kuantum elektrodinamiğinin gelişmesine ve gittikçe daha küçük subatomik partiküllerin incelenmesine izin verir.
