直读光谱仪由测定物质组成，由于物质的组成不同，在一定条件下物质能发射其特征的光谱。我们就是利用光谱这个属性来测定物质的组成。光谱分析也是测定物质组成广泛采用的方法。
     光的一个标志是它的波长。不同颜色的光彩表明它们的波长不同。一系列不同波长的光进行排列，就组成所谓光谱。通常情况下，可用于分析工作的光谱的波长范围大约是10-10至10厘米。
     物质发射的光谱有三种，线状光谱、带状光谱及连续光谱。线状光谱系通常在一般气态或高温下，物质离解成原子或离子时才发射。带状光谱是在分子被激发时发射，而连续光谱系由炙热的固体或液体所发射。在通常进行光谱分析所用的激发光源火焰、电弧或电火花的作用下，分析的物质处在高温的气态下，一般都离解为原子或离子，因而被激发后发射的是线状光谱。所以光谱分析所利用的是线状光谱中的谱线，并且所得结果不显示物质的分子结构，只能给出组成元素的种类及含量。
     光源定性分析是很可靠的办法，灵敏、快速又简单。每一种元素的原子被激发后，可以产生一组其特征的光谱，证明此种元素在辐射源中存在，原子或离子被激发而产生十数万条光谱的谱线可以无误地确定其由哪一种元素产生，更可以很精准地测定它们的波长。
物质发射的光谱需用分光仪器进行观测。分光仪器需有三个元件：狭缝、能将不同波长的光按波长分开和排列成序的三棱镜或光栅和能聚焦成像以形成谱线的光学系统（谱线即为狭缝的像）。谱线落在焦面上，可用感光板摄取，即摄谱仪；或用目镜观测（限于可见光），即看谱镜；或用一出口狭缝接收（使与近旁其它谱线区分），即单色仪。如在许多谱线处装上出口狭缝，并在出口狭缝后面设置光电接收装置，即成为光电直读光谱议。