Spektrometr je měřicí zařízení, které sbírá světelné vlny. Používá tyto světelné vlny k určení materiálu, který emitoval energii, nebo k vytvoření frekvenčního spektra. Astronomové nejčastěji používají spektrometry k určení složení hvězd nebo jiných nebeských těles. Když jsou objekty dostatečně horké, vyzařují viditelné světlo v daném bodě nebo bodech elektromagnetického spektra. Spektrometry rozdělují přicházející světelnou vlnu do jejích komponentních barev. Pomocí toho mohou určit, jaký materiál vytvořil světlo.
Nejzákladnějším designem moderního spektrometru je sestava štěrbinové obrazovky, difrakční mřížky a fotodetektoru. Obrazovka umožňuje paprsek světla do vnitřku spektrometru, kde světlo prochází difrakční mřížkou. Mřížka rozděluje světlo na paprsek jeho komponentních barev, podobně jako hranol. Podle University of Arizona (reference 1) má mnoho spektrometrů také kolimační zrcadlo, díky němuž jsou světelné vlny rovnoběžné a koherentní, čímž je lépe zaostřeno. To platí zejména pro spektrometry používané v dalekohledech. Světlo se pak odráží na detektor, který snímá jednotlivé vlnové délky.
Podle NASA (reference 2) mohou spektroskopy určovat složení atmosféry analýzou vlnových délek absorbovaného slunečního záření, které prochází daným úsekem atmosféry. Když světlo prochází plynem, jako je kyslík nebo metan, plyn absorbuje některé vlnové délky. To se považuje za různé barvy v závislosti na druhu plynu.