A spektroszkópokkal lehetővé válik különböző anyagok összetételének, atomok és molekulák szerkezetének vizsgálata, az általuk kibocsátott vagy elnyelt fény tanulmányozásával.
A spektroszkópnak három fő eleme van: a vizsgálandó fényt (fényforrást) a belépő rés elé helyezzük, ez a − széttartó − fény az ún. kollimátoron áthaladva párhuzamossá válik. Párhuzamosítás után a fény az ún. bontóelemre jut, amely prizmás spektroszkóp esetében prizma (rácsos spektroszkópnál optikai rács). A felbontott fény, a spektrum a távcsővel tanulmányozható.
Működés:
A prizmára bocsátott fény fénytörést szenved a prizmán való áthaladáskor. Ha a prizmán fehér fény halad át, akkor a prizma mögött ún. spektrum keletkezik, a jellegzetes színekkel: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, ibolya. A fehér fény összetett fény. Mivel a komponensei különböző mértékben törnek meg, ezért a fehér fényből spektrum (színkép) keletkezik.
A fizikában ezt a jelenséget, amely valójában a prizma törésmutatójának hullámhosszfüggésén alapul, fénydiszperziónak nevezzük.
Ha a prizmára monokromatikus, azaz egyszínű fény érkezik, az is megtörik, de az tovább már nem bontható. A prizma után ilyenkor nem keletkezik spektrum.
A fénydiszperzió felfedezése, az első prizmás színkép előállítása Newton (1643-1727) nevéhez fűződik.