化學元素或化合物的發射光譜是由于電子從高能態躍遷到較低能態而發射的電磁輻射的頻譜。 發射光子的光子能量等于兩種狀態之間的能量差。 每個原子有很多可能的電子躍遷，每個躍遷都有特定的能量差。 這種導致不同輻射波長的不同躍遷的集合構成了發射光譜。 每個元素的發射光譜都是xxx的。 因此，光譜學可用于鑒定未知成分物質中的元素。 同樣，分子的發射光譜可用于物質的化學分析。

在物理學中，發射是通過發射光子將粒子的較高能量量子力學狀態轉換為較低能量狀態，從而產生光的過程。 發射光的頻率是躍遷能量的函數。

由于能量必須守恒，兩種狀態之間的能量差等于光子帶走的能量。 躍遷的能量狀態可以導致在非常大的頻率范圍內發射。 例如，可見光是由原子和分子中的電子態耦合發出的（這種現象稱為熒光或磷光）。 另一方面，核殼層躍遷可以發射高能伽馬射線，而核自旋躍遷則發射低能無線電波。

物體的發射率量化了它發出的光量。 這可能通過 Stefan-Boltzmann 定律與物體的其他屬性有關。對于大多數物質，發射量隨溫度和物體的光譜成分而變化，導致色溫和發射線的出現。 許多波長的精確測量允許通過發射光譜識別物質。

輻射的發射通常使用半經典量子力學來描述：粒子的能級和間距由量子力學確定，光被視為振蕩電場，如果它與系統共振，則可以驅動躍遷 的固有頻率。 量子力學問題是用時間相關的微擾理論來處理的，并導致了被稱為費米黃金法則的一般結果。 該描述已被量子電動力學所取代，盡管半經典版本在大多數實際計算中仍然更有用。

當原子中的電子被激發時，例如通過加熱，額外的能量將電子推向更高能量的軌道。 當電子回落并離開激發態時，能量以光子的形式重新發射。 光子的波長（或等效的頻率）由兩種狀態之間的能量差決定。 這些發射的光子形成元素的光譜。

只有特定顏色出現在元素的原子發射光譜中這一事實意味著只有特定頻率的光被發射。 這些頻率中的每一個都通過以下公式與能量相關：E photon = h ν , {\displaystyle E_{\text{photon}}=h\nu ,} 其中 E photon {\displaystyle E_{\text {photon}}} 是光子的能量，ν {\displaystyle \nu } 是它的頻率，h {\displaystyle h} 是普朗克常數。由此得出結論，只有特定能量的光子才會被發射 由原子。 原子發射光譜的原理解釋了霓虹燈的不同顏色，以及化學火焰測試結果（如下所述）。

原子可以發射的光的頻率取決于電子可以處于的狀態。當被激發時，電子移動到更高的能級或軌道。 當電子回落到其基電平時，就會發出光。

上圖顯示了氫的可見光發射光譜。 如果只有一個氫原子存在，那么在給定的瞬間只能觀察到一個波長。 由于樣本中包含許多處于不同初始能量狀態并達到不同最終能量狀態的氫原子，因此觀察到了幾種可能的排放。 這些不同的組合導致不同波長的同時發射。

除了上面討論的電子躍遷外，分子的能量也可以通過旋轉、振動和電子振動（結合振動和電子）躍遷而改變。 這些能量躍遷通常會導致許多不同光譜線的間隔很近的組，稱為光譜帶。 未解析的波段光譜可能顯示為光譜連續體。

光由不同波長的電磁輻射組成。